Schema dell'orbita della Luna.

I moti della Luna

Il moto della Luna è molto complicato: essa è infatti soggetta all'azione gravitazionale del Sole e della Terra, della quale, per la vicinanza, hanno influenza anche le disomogeneità della distribuzione della massa interna. Se l'influenza del Sole non fosse presente e se la Terra fosse una sfera omogenea, l'orbita della Luna sarebbe un'ellisse di rapporto assiale 0.998 e di inclinazione 5° e 9' rispetto all'eclittica (cioè il piano dell'orbita terrestre).
Nella situazione reale questa ellisse è costantemente perturbata dal Sole e dalla forma schiacciata della Terra. Le perturbazioni di maggiore entità erano note fin dall'antichità e furono spiegate per primo da Newton, anche se la comprensione delle cause che le generano e la sistemazione definitiva del problema ha richiesto lo sforzo di matematici del calibro di Eulero, d'Alambert, Lagrange, Laplace ed altri, soprattutto nel corso del XVIII secolo.
Soltanto nel 1920 furono pubblicate le "Tavole della Luna", ad opera di E.W. Brown, un inglese trasferito negli Stati Uniti, e basate su una teoria dello stesso Brown che teneva conto di 500 cause perturbative. Queste tavole rendevano possibile il calcolo delle posizioni della Luna in modo molto più semplice e veloce di quanto si fosse fatto in precedenza: infatti dal 1924 al 1983 le posizioni della Luna pubblicate negli almanacchi astronomici e nei volumi di effemeridi sono state sempre calcolate a partire dalle tavole di Brown.

La Luna si muove su un'orbita ellittica intorno alla Terra: l'intersezione tra il piano dell'orbita della Luna e quella della Terra è detta linea dei nodi. Questa linea si muove in senso orario (retrogrado) con un periodo di 18,6 anni. L'intervallo di tempo tra due passaggi della Luna allo stesso nodo si chiama mese draconitico, di durata 27.21 giorni.
Fissato un punto sull'orbita, la Luna impiega 27.32 giorni, cioè un mese siderale, per percorrere un'orbita completa e ritornarvi. Nello stesso periodo compie anche una rotazione completa attorno al suo asse o, come si dice abitualmente, la Luna ha il periodo di rotazione uguale al mese siderale. Questa affermazione, una delle leggi che Gian Domenico Cassini definì alla fine del XVII secolo, ha come conseguenza che la Luna rivolge alla Terra sempre lo stesso emisfero.
In realtà, a causa di piccoli movimenti, si ha la possibilità di vedere altre regioni della Luna, al di là dell'emisfero normalmente visibile: questi movimenti si chiamano librazioni e permettono di vedere complessivamente poco meno del 60% della superficie lunare. Sono sia oscillazioni reali della Luna, dovute alla non omogeneità delle masse terrestri, che fattori puramente geometrici legati all'inclinazione dell'asse di rotazione lunare e all'ellitticità dell'orbita. Inoltre, data la vicinanza, osservare la Luna da un certo luogo terrestre o da un luogo diametralmente opposto permette di vedere regioni diverse della superficie lunare.