La Lune, photographiée par la sonde américaine Galileo en couleur augmentée, alors en route vers Jupiter, en 1992.
La Lune, photographiée par la sonde américaine Galileo en couleur augmentée, alors en route vers Jupiter, en 1992. © NASA/JPL/USGS

La Lune

La Lune est le satellite naturel de la Terre. Née au tout début de la formation de notre planète, il y a plus de 4 milliards d’années, elle exerce sur la Terre une influence déterminante.

Chiffres clés

Distance Terre-Lune384 400 km
Volume 2,1958 × 1010km3 (soit 0,02 Terre)
Masse7,3477 × 1022kg (0,012 Terre)
Diamètre3 475 km (4 fois plus petite que la Terre)
Gravité16,6% de celle de la Terre
Inclinaison de l’axe de rotation 1,5°
Durée de révolution Environ 27,3 jours terrestres
Durée de rotation Environ 27,3 jours terrestres
Températurede -170 °C à +120 °C à la surface
La Lune n’émet pas de lumière, contrairement à une étoile. C’est parce qu’elle est éclairée par le Soleil dont elle réfléchit la lumière qu’elle est brillante dans la nuit. Parfois, comme ici, la lumière réfléchie par la Terre vient éclairer la face sombre de la Lune : c’est la lumière cendrée.
La Lune n’émet pas de lumière, contrairement à une étoile. Elle est éclairée par le Soleil dont elle réfléchit la lumière. © Getty images

La Lune, une cousine de la Terre… peu hospitalière

La Lune est une cousine de la Terre. Elle est composée des mêmes constituants que notre planète, car elle serait née d’un morceau de Terre, arraché lors d’une collision entre la jeune Terre en formation et une petite planète appelée Théia. C’était il y a environ 4,5 milliards d’années. Le choc a éjecté des matériaux en fusion qui se sont mis en orbite autour de notre planète où ils se sont agglomérés entre eux : la Lune était née.

  • Façonnée par les météorites

Les paysages lunaires n’ont cependant rien de commun avec la Terre. Ils sont plus ou moins constellés de cratères, causés par les multiples et intenses bombardements de météorites subis depuis sa formation. À cause de ces impacts, la Lune est recouverte d’une couche de poussière grise, le régolithe, constitué des fragments des roches pulvérisées par les impacts.

  • Des mers sans eau

De très grosses météorites ont percé la croûte solide de la Lune lors de leur chute, provoquant des effusions volcaniques. Du magma a rempli les cratères créés par l’impact formant d’immenses plaines basaltiques. Ce sont ces larges bassins qui nous apparaissent comme de grandes taches sombres et que nous nommons mers. Mais elles ne contiennent pas d’eau.

  • Un environnement hostile

La Lune ne possède pas d’atmosphère. En l’absence de cette couche de gaz protectrice, la température varie de +120 °C le jour à -170 °C la nuit, et jusqu’à -240 °C dans les zones les plus froides. Sans atmosphère, les rayons cosmiques composés de particules de très haute énergie et les éruptions solaires frappent de plein fouet notre satellite. Enfin, l’absence d’oxygène et d’eau liquide à sa surface rend cet environnement vraiment peu propice à la vie humaine.

En 1969, Buzz Aldrin a réalisé cette photo de son empreinte de pas lors de la mission Apollo 11 pour montrer le comportement mécanique du régolithe, la poussière de roche à la surface de la Lune.
En 1969, Buzz Aldrin a réalisé cette photo de son empreinte de pas lors de la mission Apollo 11 pour montrer le comportement mécanique du régolithe, la poussière de roche à la surface de la Lune. © NASA

Terre-Lune, un couple indissociable

Satellite de la Terre, la Lune est entraînée dans le mouvement de notre planète autour du Soleil. Terre et Lune sont ainsi intimement liées et s’influencent mutuellement.

Vue de la Terre depuis la Lune, prise lors de la mission Apollo 11, en 1969.
Vue de la Terre depuis la Lune, prise lors de la mission Apollo 11, en 1969. © NASA

Des phases lunaires

La Lune subit l’attraction terrestre qui la maintient à une distance moyenne de 384 400 km. Elle tourne autour de la Terre qui l’emporte avec elle dans sa ronde autour du Soleil. Et selon la façon dont elle est éclairée par le Soleil, la position et la forme de cet astre dans notre ciel paraissent différentes. Ces phases lunaires apparaissent selon un cycle immuable, résultat du mouvement de la Lune autour de la Terre combiné à celui du couple Terre-Lune autour du Soleil.

  • Une face cachée

Tandis qu’elle tourne autour de la Terre, la Lune tourne aussi sur elle-même. Comme elle met presque le même temps (environ 29 jours) pour effectuer ces deux rotations, elle nous présente toujours la même face. L’autre reste invisible depuis la Terre.

  • Marée haute et marée basse

La Lune exerce elle aussi une attraction gravitationnelle sur la Terre. Les marées sont en partie dues à cette attraction (et aussi à l’attraction du Soleil et à la rotation de la Terre). Explications : au fur et à mesure qu’elles sont exposées à la Lune, les eaux terrestres s’élèvent : c’est marée haute ; elles se rabaissent ensuite lorsque la Lune poursuit sa course, exposant un autre endroit de notre planète à son attraction : c’est marée basse.

  • Indispensable à la vie sur Terre

L’axe de rotation de la Terre est incliné de 23° par rapport au plan de l’écliptique (le plan de l’orbite de la Terre autour du Soleil). Cette inclinaison, qui détermine les saisons terrestres, est stabilisée par l’attraction gravitationnelle de la Lune. Sans Lune, le climat terrestre pourrait être bouleversé au point même que la vie pourrait être menacée !

Un indémodable objectif d’exploration

La Lune a été scrutée par des dizaines d’engins spatiaux et 12 astronautes se sont même posés sur son sol ! Pourtant, elle recèle encore quelques mystères, et reste un objet d’exploration disputé.

  • Une course à la Lune

Dans les années 1960, l’Union soviétique et les États-Unis s’affrontaient dans une « guerre froide ». Envoyer des engins, puis des humains autour et à la surface de notre satellite était alors une façon d’affirmer sa puissance.
Ces missions ont affiné nos connaissances de la composition et de la structure de la Lune. Les missions américaines habitées Apollo (1969-1972) ont par exemple rapporté plus de 380 kg d’échantillons de sol lunaire encore étudiés dans les laboratoires terrestres.

Analyse d’un échantillon de Lune rapporté par la mission Apollo 14, en 1971.
Analyse d’un échantillon de Lune rapporté par la mission Apollo 14, en 1971. © NASA

Des missions toujours plus nombreuses

Après une pause entre 1976 et 1990, les missions ont repris et, depuis les années 2000, d’autres nations sont entrées dans la danse : le Japon, l’Inde, la Chine, la Corée du Sud… La face cachée de la Lune est l’hémisphère préféré des sondes chinoises : Chang’e 4 est la première sonde à s’y être posée en 2019 et Chang’e 6 s’y est posée en juin 2024.

Le pôle Sud, lui, est la cible des futures missions humaines, car il abrite de l’eau sous forme de glace, un élément utile pour un équipage par exemple. Le programme habité ARTEMIS, coordonné par les États-Unis et auquel participe l’Agence spatiale européenne (ESA), prévoit ainsi l’envoi d’astronautes en orbite et au pôle Sud de la Lune. Objectif : réaliser des expériences et valider des technologies permettant de préparer des voyages spatiaux plus lointains, vers Mars.

La plupart des missions vers la Lune préparent désormais une installation humaine sur notre satellite.
La plupart des missions vers la Lune préparent désormais une installation humaine sur notre satellite. © ESA - P. Carril

La France sur la Lune

La France contribue à l’exploration lunaire depuis les années 1960. Le CNES avait livré des réflecteurs laser embarqués sur les rovers soviétiques Lunakhods en 1970 et 1973. Ils sont toujours sur la Lune d’où ils servent notamment à mesurer la distance Terre-Lune. Des scientifiques français ont par ailleurs conçu et réalisé des expériences de biologies pour le programme Apollo, étudient des échantillons lunaires ou ont élaboré divers instruments embarqués dans les sondes américaines et soviétiques. La France a développé l’instrument DORN de détection du radon lunaire à bord de Chang’e 6 et livré un sismomètre centre de recherche de la NASA, afin d’être embarqué sur la Lune en 2026. Enfin, nous contribuons également au programme ARTEMIS.

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Quizz

Pourquoi le ciel est-il noir sur la Lune ?

A - Parce qu'il n'y a pas de Soleil sur la Lune.

B - Parce que le régolithe lunaire renvoie une lumière noire.

C - Parce que la Lune n’a pas d’atmosphère.

D - A cause du réglage des appareils photo sur la Lune

C : C’est l’atmosphère terrestre qui diffuse la lumière et donne sa couleur bleue à notre ciel. La lune ne possède pas d’atmosphère pour filtrer et diffuser la lumière, d’où son ciel noir.