Zoom sur la distance entre la Terre et la Lune

La distance moyenne de la Lune est en moyenne de 384 403 kilomètres.  Cette distance peut être mesurée à l’aide de certains instruments.

Comment mesurer la distance entre la Terre et la Lune ?

La méthode la plus fiable pour estimer la distance à la Lune est l’expérimentation du laser lunaire. La lumière met environ une seconde pour atteindre la lune. Il lui faut ensuite une seconde de plus pour revenir. En réalité, seul un petit nombre de photons revient. Les astronomes calculent le temps que mettent ces photons pour atteindre la lune. Lorsque les astronautes d’Apollo se sont posés sur la Lune, ils ont laissé un dispositif réfléchissant sur sa surface. Lorsqu’une impulsion laser est envoyée sur la Lune, elle rebondit sur le réflecteur et revient sur Terre. Au fur et à mesure que l’impulsion passe, les scientifiques calculent le temps qu’il lui faudra pour revenir. En comparaison, la lumière voyage à 300 000 kilomètres par seconde.

De nos jours, les scientifiques mesurent la distance entre la Lune et la Terre à l’aide d’un radar, en chronométrant une impulsion d’ondes radio vers la Lune et en retour, ou en plaçant un réflecteur sur la Lune et en chronométrant un flash de lumière laser et en retour. Les astronomes grecs ont pu mesurer le rayon de la Terre et la distance entre la Lune et le Soleil avec une précision raisonnable il y a 22 siècles, sans radar, sans signaux radio temporels, sans télescope et avec seulement une petite partie du monde explorée. Aristarque utilisait les similitudes des triangles pour mesurer la distance. L’idée lui est venue lors d’une éclipse solaire. Il a compris que l’ombre a alors une forme de cône, alors que la Lune et le Soleil ont des disques circulaires. Il pouvait donc faire de même avec la Lune et un autre objet. En le mettant à l’échelle de ses yeux jusqu’à ce qu’il ne bloque pas toute la Lune, il a créé son propre cône.

Pourquoi cette distance change-t-elle ?

Il est facile de considérer la lune comme acquise, même par une nuit claire où elle illumine le ciel. On pense que la lune s’est formée lorsqu’une protoplanète de la taille de Mars est entrée en collision avec la Terre il y a environ 4,5 milliards d’années. Les débris laissés par la collision se sont rassemblés pour former la lune. Les simulations montrent que lors de sa formation, la Lune était beaucoup plus proche de la Terre, seulement 22 500 km, alors qu’aujourd’hui la distance entre la Terre et la Lune est de 402 336 km. Le mouvement de la Lune par rapport à la Terre est principalement dû à l’action des marées terrestres.

En général, l’orbite elliptique d’un objet autour d’un autre est le résultat de la loi de l’inverse du carré de la force gravitationnelle entre les deux objets. La Lune en orbite autour de la Terre en est un exemple. Son orbite presque circulaire est en fait une ellipse, de sorte que sa distance à la Terre varie. La distance varie parce que la Lune tourne autour de la Terre selon une trajectoire elliptique. Au périgée, le point où la Lune est la plus proche de la Terre, la distance est d’environ 360 000 km. À l’apogée, le point où la Lune est la plus éloignée de la Terre, la distance est d’environ 405 000 km.