Quelle taille fait la Lune et à quelle distance est-elle ?

Environ 30 Terres tiendraient côte à côte entre la Terre et la Lune.

Un petit monde à côté d'un grand

La pleine lune semble à peu près aussi grande que le Soleil, mais ces deux astres sont très différents. La Lune est une boule de roche d'un rayon moyen de 1737.4 km, soit environ 3475 km de diamètre. Le rayon moyen de la Terre est de 6371 km. Le rapport des deux donne 0.27 : le diamètre lunaire dépasse donc un peu le quart du diamètre terrestre. Pour la NASA, si la Terre avait la taille d'une pièce américaine de cinq cents, la Lune serait à peu près grosse comme un grain de café.

Le diamètre masque à quel point la Lune est petite. Le volume varie comme le cube du rayon : celui de la Lune ne représente qu'environ 2 % de celui de la Terre. Il faudrait environ 49 Lunes pour remplir la Terre. Sa masse est encore plus faible : 0.07346 × 10²⁴ kg contre 5.9724 × 10²⁴ kg pour la Terre, qui est donc environ 81 fois plus massive. La masse volumique lunaire est aussi plus basse : 3344 kg par mètre cube contre 5514 pour la Terre, car son noyau de fer est petit. Selon la NASA, le noyau interne solide n'a qu'environ 240 km de rayon.

Une masse plus faible entraîne une gravité plus faible. Un objet lâché sur la Lune gagne 1.62 mètre par seconde de vitesse à chaque seconde, contre 9.80 sur Terre. Cela représente 0.165 de la pesanteur terrestre, soit près d'un sixième. Voilà pourquoi les astronautes d'Apollo semblaient bondir en marchant. Une personne de 60 kg pèse environ 588 newtons sur Terre et environ 97 newtons sur la Lune. Sa masse reste exactement la même ; seule la force qui l'attire change.

Mesurer la distance

La distance moyenne entre la Terre et la Lune est de 384 400 km. Le diamètre moyen terrestre vaut 12 742 km. Comme 384 400 ÷ 12 742 ≈ 30.2, environ 30 Terres tiendraient dans cet intervalle. La lumière le parcourt en environ 1.28 seconde. Ce chiffre a une utilité bien concrète. Apollo 11 a déposé un rétroréflecteur laser à la surface en 1969. Aujourd'hui encore, des stations terrestres envoient des impulsions laser vers ce type de réflecteur. Elles reviennent environ 2.56 secondes plus tard, et cette durée permet de calculer la distance avec une grande précision.

L'orbite lunaire est une ellipse, pas un cercle. La fiche de la NASA donne une distance minimale moyenne, au périgée, de 363 300 km et une distance maximale moyenne, à l'apogée, de 405 500 km. Sur une année, la distance varie approximativement de 357 000 à 407 000 km. L'équipe de visualisation de la NASA précise que la taille apparente de la Lune varie de plus de 10 % entre périgée et apogée. Essaie le menu des distances : le diamètre apparent indiqué passe d'environ 0.548° au périgée moyen à 0.491° à l'apogée moyenne.

Quelques chiffres complètent ce portrait. La Lune avance sur son orbite à environ 1.02 km par seconde et accomplit un tour par rapport aux étoiles en 27.32 jours. Presque dépourvue d'air, elle connaît des températures de surface allant d'environ 127 °C en plein soleil à environ −173 °C dans l'obscurité. Selon la NASA, elle se serait formée à partir des débris d'un choc entre la jeune Terre et un corps de la taille de Mars.