Ao redor da Terra gira um satélite natural de regular porte comparado ao de nosso planeta: a Lua.

A Lua mede 3.480 quilômetros de diâmetro e sua massa representa 1/81 avos da massa da Terra. Existem satélites de outros planetas de porte e massa mais consideráveis do que os da Lua, mas tais satélites giram em torno de planetas muito maiores do que a Terra; assim, Ganimedes com seus 5.300 quilômetros de diâmetro não representa senão 1/12.500 avos da massa de Júpiter; e Titã, com 5.800 quilômetros, 1/4.700 avos da de Saturno.

A reduzida diferença entre as massas da Terra e da Lua tem levado às vezes a considerá-las não como um planeta e seu satélite, mas como um sistema duplo.

A Lua se acha em média distante da Terra 384.400 quilômetros, o que representa mais ou menos 30 diâmetros terrestres. A essa distância, nós a vemos sob um ângulo de meio grau.

O disco lunar, visto a olho nu, é pequeno portanto, não obstante é o objeto celeste mais luminoso depois do Sol; nele vemos manchas escuras e claras. Por analogia com a Terra, as manchas escuras receberam o nome de "mares" e as claras o de "continentes".

Só bem mais tarde se soube que não havia água na Lua, mas como os astrônomos são gente conservadora, esses nomes ficaram.

Quando Galileu apontou pela primeira vez, em 1610, uma luneta para a Lua, descobriu montanhas e vales, bem como crateras. Desde então, fizemos muitos progressos, graças ao aperfeiçoamento dos meios de investigação que nos levaram até a trazer para a terra fragmentos da Lua, para poder estudá-los com todo vagar.

Mas, não nos apressemos. Vamos primeiro examinar a sua superfície. Distinguimos nela pouco mais de uma vintena de mares que, segundo sua forma e extensão, tomam o nome de mares, oceanos, golfos, lagos ou pântanos.

A nomenclatura que usamos atualmente é devida a Riccioli e retrocede ao ano de 1651. Entre os mares principais citemos: o "mar das chuvas", o "oceano das tempestades", o "mar dos humores", o "mar das nuvens", o "mar da fecundidade", o "mar da tranqüilidade", o "mar das crises" e o "mar da serenidade".

As cadeias de montanhas tomam nomes emprestados das terrestres; encontramos assim entre elas os alpes, o cáucaso, os apeninos, os pirineus, etc.

O relevo lunar é essencialmente caracterizado por suas "crateras". São encontradas de todo porte, desde as menores, acessíveis aos instrumentos utilizado até as maiores que alcançam 250 quilômetros de diâmetro. Da superfície terrestre, os grandes instrumentos permitiram fazer o levantamento de cerca de 30.000. Desse número, 600 receberam um nome, geralmente de um sábio ou filósofo, de todos os países e de todas as épocas.

Essas crateras se elevam a alturas bastante consideráveis. A cratera Copérnico, que é uma cratera muito jovem situada entre o mar das chuvas e o oceano das tempestades, mede 90 quilômetros de diâmetro e suas paredes se erguem a 3.850 metros acima do fundo.

Desde sua descoberta, as crateras sempre colocaram um problema para os astrônomos: eram elas de origem vulcânica ou resultavam da queda de meteoritos? A solução veio somente com a utilização dos engenhos espaciais e voltaremos ao assunto mais adiante.

Todas essas formações pertencem à metade da superfície lunar, a única que podemos ver da Terra. De fato a Lua possui a particularidade de nos apresentar sempre a mesma face, o que significa que ela gira sobre si mesma exatamente à mesma velocidade com que gira em volta da Terra. Essa rotação se efetua em 27 dias, sete horas e 43 minutos. A Lua não apresentou sempre a mesma face à Terra; outrora, girava a uma velocidade diferente e foi sendo progressivamente freada pela força das marés que a Terra sobre ela exerce.

O período de rotação, de que acabamos de falar, se chama revolução sideral. Durante essa revolução da Lua em torno da Terra, esta última se deslocou ao longo de sua órbita. é preciso, pois, um pouco mais de tempo para que a Lua torne a fazer face ao Sol : dois dias e cinco horas. Isso determina um novo período: a revolução sinódica ou lunação, que dura 29 dias, 12 horas e 44 minutos.

A lunação é acompanhada de um fenômeno visual, a modificação da superfície iluminada da Lua, o que toma o nome de fases da Lua.

A Lua não emite luz por si mesma, apenas reflete a luz solar. Assim, pois, não se pode ver senão a parte iluminada que tem a face voltada para a terra.

Quando a Lua está entre o Sol e a Terra, o hemisfério não iluminado está diante de nós e nada vemos - é a lua nova.
Mais ou menos uma semana depois, no quarto crescente, só a metade da Lua é visível. Mais uma semana, e é a lua cheia, seguida, após sete dias pelo quarto minguante. Finalmente, 29 dias e meio depois da lua nova, nosso satélite volta a estar de face para o Sol e é outra lua nova. Entre essas diversas fases principais, a Lua se apresenta ainda sob a forma de oitantes, isto é, formada de um semicírculo acrescentado a uma semi-elipse. A linha que separa a parte iluminada da que permanece na obscuridade se chama o terminadouro. é nela que se podem observar os menores detalhes, já que o relevo é exagerado pela luz solar que cai tangencialmente à superfície lunar, ao longo dessa linha, emprestando assim grandes sombras aos menores desnivelamentos do terreno.

Da mesma maneira como a Lua apresenta fases à Terra, esta apresenta fases para a Lua, e essas fases são complementares. Assim, nas proximidades da Lua Nova, ocorreria a "Terra Cheia" quando a Terra, muito mais vasta e com maior poder de reflexão que a Lua, ilumina nosso satélite.

é por isso que, alguns dias depois da lua nova, por exemplo, distinguir-se-á não somente o crescente lunar, mas também o resto do disco se destacando num tom cinza sobre o fundo do céu. Esse fenômeno toma o nome de luz acinzentada.

Acontece a Lua passar entre o Sol e a Terra, ou ficar em oposição a esta.

Produz-se então um eclipse, do Sol no primeiro caso, e da Lua no segundo.

Se a Lua se deslocasse no plano da eclíptica, haveria um eclipse da Lua em cada lua cheia e um eclipse do Sol em cada lua nova, isto é, dois eclipses cada 29 dias e meio. De fato, o plano orbital da Lua e o da eclíptica fazem entre si um ângulo médio de 5 gráus, portanto, os alinhamentos dos três astros não ocorrem a cada lua nova e cheia, mas somente quando a Lua se acha ao mesmo tempo no plano da eclíptica (de onde o nome desse plano). Essa condição suplementar limita o número de eclipses a sete por ano, no máximo.

Tornando-se um obstáculo aos raios solares, a Terra deixa atrás de si um cone de sombra e um cone de penumbra. Isto permite distinguir três tipos de eclipses lunares:

Os eclipses totais, em que a Luz penetra completamente na sombra da Terra.

Os eclipses parciais, em que somente uma parte da Luz penetra na sombra.

Os eclipses pela penumbra, em que a Luz penetra completamente ou em parte na penumbra apenas.
Sigamos agora o desenrolar de um eclipse total. A Lua começa por penetrar na penumbra e toma uma coloração parda, depois atinge a sombra e se tinge de vermelho. é interessante observar que em pleno eclipse a Lua não desaparece de todo, se bem que se encontre no interior da sombra da Terra. é que intervém a influência da atmosfera terrestre; nossa atmosfera, por um lado encurva os raios luminosos e, por outro, difunde muito mais a irradiação azul do que a irradiação vermelha. Compreende-se assim intuitivamente que os raios encurvados que vão aclarar a Lua durante o eclipse sejam avermelhados. é pela mesma razão, diga-se de passagem, que o Sol é vermelho quando se encontra no plano do horizonte.

Os eclipses do Sol são caracterizados por uma circunstância extraordinária que faz com que os diâmetros aparentes da Lua (ângulo sob o qual se vê a Lua da Terra) e do Sol sejam em média praticamente iguais. Mas as variações da distância Terra-Lua e da distância Sol-Terra permitem ao diâmetro aparente lunar ser ligeiramente superior ou inferior ao diâmetro aparente solar.

Resultam três tipos de eclipses do Sol :
Os eclipses parciais, quando somente parte do Sol desaparece aos olhos do observador.

Os eclipses totais em que o diâmetro aparente da Lua, superior ao do Sol, recobre-o inteiramente. Pode-se então, na plenitude do eclipse, admirar a coroa solar, de ordinário dissimulada pela ofuscante luz emitida pela nossa estrela. Durante muito tempo os eclipses totais foram o único meio para se estudar a atmosfera solar. Não existisse essa coincidência aparente de porte entre o Sol e a Lua, nossos conhecimentos sobre o Sol se teriam desenvolvido muito mais lentamente e, conseqüentemente, nossos conhecimentos em astronomia não se poderiam comparar com o que eles são hoje em dia.

Os eclipses anulares em que, o diâmetro aparente da Lua sendo inferior ao do Sol, mesmo no máximo do eclipse apresenta um fino anel luminoso (daí o nome desse tipo de eclipses).

Advirta-se que, se os eclipses da Lua são vistos de maneira idêntica pelos observadores que têm a Lua acima do horizonte nesse momento, os eclipses do Sol, ao contrário, são vistos diferentemente nas diversas regiões da Terra em que o Sol já se tenha erguido.

A reprodução de um certo eclipse, que põe em jogo numerosos movimentos, poderia exigir um tempo demasiado longo. Mas, graças a outra circunstância, tão prodigiosa como aquela que há pouco mencionamos, os períodos de tais movimentos possuem um múltiplo comum que não é demasiado elevado.

Efetivamente, um mesmo eclipse se reproduz a cada 18 anos e 11 dias. Esse período, que os Antigos já haviam notado, tem o nome de Saros.

Nosso conhecimento da Lua desenvolveu-se incrivelmente nos últimos anos, graças aos engenhos espaciais.
Seu estudo apresentava duplo interesse; por um lado, conhecê-la melhor e esperar assim derivar idéias novas sobre a Terra; por outro lado, como se trata do objeto celeste mais próximo de nós, testar as qualidades dos engenhos espaciais e preparar-se para vôos mais longíquos.

A 13 de setembro de 1959, o engenho espacial soviético Luna 2 espatifava-se no solo lunar, realizando a primeira ligação com nosso satélite.

Pouco menos de um mês mais tarde, a 7 de Outubro, o Luna 3 contornava a Lua e mostrava-nos pela primeira vez com que se parecia a face oculta. As fotos recebidas na Terra nos parecem de qualidade bem fraca quando as olhamos hoje, mas elas põem já em evidência o fato de que as duas faces da Lua não são semelhantes. Se a face visível comporta aproximadamente 40% de mares, a face oculta possui somente um, o mar de Moscou, que não passa de vasta bacia de 300 quilômetros de diâmetro. Essa diferença fundamental entre as duas faces não recebeu ainda explicação definitiva, mas não nos deve espantar; lembremo-nos simplesmente que na Terra, os continentes e mares, embora não tenham nenhuma relação com os lunares, são distribuídos diferentemente nos dois hemisférios.

A partir de 1964, os engenhos Ranger vieram nos fornecer novas informações sobre o solo lunar visto a pequena distância. Esses aparelhos iriam até a Lua, nela se esfacelariam e nos enviariam fotografias até o momento do impacto. Os Ranger VII, VIII e IX realizaram esse programa e nos enviaram 17.000 clichês, apresentando detalhes 1.000 vezes mais apurados que os até então observados. Esses clichês mostravam, sobretudo, que à medida que nos aproximávamos da Lua, distinguíamos novas crateras menores cuja distribuição permanecia idêntica à dos clichês precedentes. Uma tal constatação falava inequivocamente em favor de uma origem meteorítica e excluia a hipótese vulcânica. De fato, é fácil compreender que os meteoritos, sendo dos tamanhos mais variados, vão cavar crateras de todas as dimensões, imbricadas umas sobre as outras.

A 31 de janeiro de 1966, a União soviética lançava a sonda Luna 9, e a 30 de maio, os norte-americanos, a sonda Surveyor 1. Esses dois engenhos, embora muito diferentes no aspecto, tinham a mesma finalidade: pousar suavemente sobre o solo lunar. As primeiras fotografias permitiam resolver o problema da consistência do solo lunar, que há muito tempo dividia os astrônomos. A superfície lunar não era coberta de centenas de metros de poeira como julgavam alguns, nem constituída de lavas sólidas como acreditavam outros; apresentava simplesmente uma natureza arenosa.

Surveyor V, VI e VII, os três últimos engenhos da série estavam munidos de instrumentos que permitiram as primeiras análises da composição do solo lunar. Os resultados obtidos mostraram que, nas regiões onde eles haviam pousado, esse solo se aproxima de nossos basaltos terrestres.

Depois da fase dos Ranger, que deviam espatifar-se sobre a Lua, e dos Surveyor, que pousavam suavemente, surgiram os Lunar Orbiter, satélites lunares com a missão de fornecer uma visão de conjunto da Lua. Deslocando-se a baixa altitude, eles permitiram, a partir de novembro de 1966, elaborar um mapa completo e detalhado da Lua, inclusive da face oculta. Precise-se que no ano precedente, em julho, a sonda soviética Zond 3 havia fornecido novas informações sobre a face oculta, mostrando especialmente que a concentração das crateras é nela mais alta do que na face visível.
O estudo do movimento dos Lunar Orbiter permitiu verificar que a Lua não é um corpo homogêneo, mas apresenta anomalias de gravitação, as mascon (abreviação do inglês mass concentrations). Veremos mais adiante sua importância para a compreensão do relevo lunar.

Finalmente, a 20 de julho de 1969, o homem pousava na Lua; era o vôo Apolo XI Armstrong e Aldrin pisavam pela primeira vez na história da humanidade o solo de um outro planeta, enquanto Collins, que ficou a bordo do módulo de comando, girava sobre eles.

Os astronautas se entregaram a numerosos trabalhos durante as 21 horas e 36 minutos que passaram na superfície da Lua. Colheram 20 quilos de amostras do solo lunar, tiraram numerosas fotografias e dispuseram instrumentos, notadamente um sismógrafo e um refletor laser; prepararam também no local uma experiência destinada ao estudo do vento solar.

Depois do êxito dessa primeira missão, as seguintes registraram um aumento do tempo de trabalho na superfície da Lua, e o desenvolvimento de seus meios de investigações. As três últimas missões, Apoio XV, XVI e XVII, dispuseram de um veículo automotivo, o lunar rover, que lhes permitiu ampliar consideravelmente seu raio de ação, que passou de 60 metros para a Apolo XI a seis quilômetros para a Apolo XVII.

Em dezembro de 1972, depois do regresso da Apolo XVII, a exploração lunar representava mais de três dias de marcha em sua superfície, durante os quais uma centena de quilômetros havia sido coberta. Trezentos e oitenta e sete quilos de amostras tinham sido recolhidos e seis estações científicas estavam em funcionamento. O destrinçamento de todos os dados obtidos exigirá ainda muitos anos!

Durante esse período de intensa atividade norte-americana de exploração da Lua pelo homem, os soviéticos não ficaram inativos. Eles não desenvolveram um programa de vôos tripulados para nosso satélite, com certeza devido às dificuldades por eles encontradas nessa modalidade, mas se dedicaram à realização de sondas automáticas com possibilidades equivalentes. Essas sondas são particularmente interessantes pois seu custo total não tem comparação com o das missões Apolo.

As sondas Luna 16, em setembro de 1970, e Luna 20, em fevereiro de 1972, colheram amostras lunares, e conseguiram voltar à Terra. As sondas Luna 17 e 21 transportaram à Lua dois veículos automáticos, Lunakhod I e II. A 17 de novembro de 1970, o Lunakhod I começava sua exploração lunar. Esse veículo, telecomandado da Terra, parece uma marmita de mais de dois metros de diâmetro, montada sobre oito rodas que possuem cada uma seu próprio motor elétrico. O conjunto pesa 756 quilos. O Lunakhod se movimentou durante 10,5 dias lunares na superfície de nosso satélite, parando durante a noite e reiniciando de dia. Em todo esse período, percorreu uma dezena de quilômetros, explorando uma vasta zona.

Transmitiu umas 20.000 fotografias do solo lunar; procedeu à análise química do solo em cerca de 50 pontos e a mensurações físicas em 500 pontos.

A 16 de janeiro de 1973, o Lunakhod II continuava o trabalho começado pelo Lunakhod I com meios mais possantes.
Após esta breve recapitulação de acontecimentos que datam de apenas alguns anos, mas que já entraram para a história do mundo, vejamos como nós atualmente representamos a Lua.

A Lua formou-se há cerca de 4,7 bilhões de anos, ou seja, tem a mesma idade que a Terra. A maioria dos especialistas pende para a hipótese de uma formação paralela da Lua e da Terra, uma na proximidade da outra. As antigas hipóteses que supunham que ela poderia ter sido capturada pela Terra, ou que se teria destacado de uma "Proto-Terra" (Terra em formação), vão sendo cada vez mais abandonadas.

As mascons de que falamos antes situam-se sob as regiões ocupadas por mares de forma circular, o que deu lugar a uma hipótese atraente para explicar a origem dos mares.

Pode-se pensar que quando a Lua era ainda muito jovem e sua crosta pouco espessa, enormes meteoritos perfuraram essa crosta. O material subjacente transbordou então pelas vias assim criadas e foi submergir vastas regiões ao redor dos pontos de impacto.

Passados tempos, solidificou-se e passou a constituir os mares. O acontecimento que fez nascer o mar das chuvas se produziu há perto de 3,9 bilhões de anos. Os outros mares são mais jovens e sua formação se escalona até há 3,1 bilhões de anos.

A Lua não tem atmosfera. Em conseqüência, não existe nela erosão, tal como a conhecemos na Terra, seu chão é essencialmente modelado pelos meteoritos de todo tamanho que ali cheguem. Trata-se pois de um solo muito fragmentado e continuamente remanejado. Encontra-se desde logo uma camada de poeira móvel, de alguns milímetros a alguns centímetros de espessura, recobrindo uma camada de rochas quebradas chamada "regolito" que se estende até vários metros de profundidade.

Em números aproximados, o solo lunar se compõe de:

• 58% de oxigênio
• 20% de silício
• 7% de alumínio
• 4% de cálcio.

As rochas lunares se diferenciam das rochas terrestres por seu alto teor em elementos refratários, como o titânio ou o zircônio, e sua pobreza em elementos voláteis, como o potássio e o sódio. O que indica que a Lua bem cedo perdeu seus elementos mais voláteis. Em essência, as rochas são brechas, aglomerados de finas partículas soldadas quando do impacto dos meteoritos, e rochas ígneas. Os mares são constituídos por basaltos, ao passo que os continentes, que representam, como vimos, a antiga crosta da Lua, são constituídos pela anortosita, rocha clara composta essencialmente de silicatos.

A estrutura interna da Lua é muito comparável à da Terra. Nela se encontram uma crosta, um manto e um núcleo, mas em proporções muito diferentes de suas homólogas terrestres. A crosta teria cerca de 60 quilômetros de espessura e o manto se aprofundaria a seguir até cerca de 1.000 quilômetros.

Os sismógrafos colocados na superfície da Lua nos mostraram que sua atividade interna é muito fraca. A amplitude dos sismos corresponde precisamente ao limiar da percepção pelo homem. Os sismos ocorrem sobretudo quando a Lua está perto do perigeu (ponto da órbita mais próximo da terra); o que significa que é o efeito da maré que favorece seu desencadeamento. Os sismos se produzem a profundidades que variam entre 800 e 1.100 quilômetros, enquanto que na Terra a maioria ocorre nos primeiros 30 quilômetros.

Logo, a Lua está muito mais próxima do equilíbrio do que a Terra.