vignette|redresse=1.62|Schéma du système Terre-Lune. Échelle de distance non respectée.

L’orbite de la Lune est la trajectoire que décrit le satellite naturel autour de la Terre. La Lune la décrit à environ du centre de la Terre en moyenne en environ , soit à environ . Elle diffère de la plupart des satellites naturels des autres planètes par son orbite plus proche du plan de l'écliptique que de l'équateur terrestre.

Bien que globalement elliptique, l'orbite de la Lune présente de nombreuses irrégularités, des perturbations, qui rendent son mouvement orbital très complexe. L'étude de ces perturbations possède une très longue histoire.

Propriétés La Lune orbite autour de la Terre en environ , à environ du centre de la Terre en moyenne et à la vitesse moyenne de .

Excentricité L'orbite de la Lune est distinctement elliptique, d'une excentricité moyenne de 0,0549. Cette forme non circulaire provoque une variation de la vitesse angulaire et de la taille apparente de la Lune pour un observateur terrestre. Le mouvement angulaire moyen journalier de la Lune pour un observateur imaginaire situé au barycentre des deux objets célestes est de 13,176° vers l'est.

L'excentricité de la Lune est cependant loin d'être constante dans le temps. En effet, du fait de perturbations solaires, cette excentricité varie entre 0,0255 et 0,0775. Les deux variations principales ont une période de 29,53 jours et 205,9 jours.

Variation au rythme de 29,53 jours La variation au rythme de 29,53 jours est directement liée à la position de la Lune sur son orbite par rapport au Soleil, d'où le fait que la période coïncide avec la période synodique de la Lune.

Variation au rythme de 205,9 jours La variation au rythme de 205,9 jours est quant à elle liée à l'orientation de l'orbite lunaire elle-même. En effet, l'excentricité atteint son maximum lorsque le grand axe de l'orbite de la Lune est aligné avec l'axe Terre-Soleil. L'excentricité est à l'inverse minimale lorsque le grand axe de l'orbite de la Lune est à 90° de l'axe Terre-Soleil. La période de cette variation est un peu plus longue qu'une demi-année (182,6 jours) du fait de la précession du périgée.

Précession du périgée L'orientation de l'orbite n'est pas stable dans l'espace, mais subit un effet de précession au cours du temps. La ligne des apsides, reliant le périgée (point de l'orbite le plus proche de la Terre) et l'apogée (point le plus éloigné) tourne lentement dans le même sens que la Lune elle-même (mouvement direct). Cette précession du périgée lunaire effectue une révolution complète en (environ ).

Précession des nœuds Les nœuds sont les points de l'orbite qui croisent le plan de l'écliptique. La Lune traverse le nœud ascendant tous les , soit un mois draconitique. La ligne des nœuds, l'intersection entre le plan orbital de la Lune et celui de l'écliptique, subit un mouvement de précession rétrograde : pour un observateur terrestre, elle tourne vers l'ouest, effectuant une rotation complète en (18,55996 ans ou 6793,5 jours), soit par an. Du point de vue d'un observateur imaginaire situé au pôle céleste nord, les nœuds tournent dans le sens négatif autour de la Terre, sens opposé à la rotation propre de celle-ci et à sa rotation autour du Soleil.

Ce mouvement de précession des nœuds n'est pas sans rappeler celui de précession des équinoxes, sur lequel d'ailleurs il a une influence par une oscillation appelée nutation.

Les éclipses de Soleil et de Lune ne peuvent se produire que lorsque les nœuds sont alignés (ou au plus près) avec l'axe Terre-SoleilSi la Lune se trouve à proximité du nœud en face du Soleil on voit une éclipse de Soleil et si elle se trouve à proximité du nœud au côté opposé du Soleil on voit une éclipse de Lune.. Cette période d'alignement favorable aux éclipses est appelée saison d'éclipses, elle a lieu environ tous les .

Inclinaison et oscillation du plan orbital de la Lune L'inclinaison de l'orbite de la Lune sur le plan de l'écliptique est de en moyenne et varie entre 5 et selon ce cycle de (la moitié d'une année draconitique).

Comme la Terre est elle-même inclinée de par rapport à l’écliptique, l’inclinaison du plan orbital lunaire par rapport à l’équateur terrestre varie entre et .

Le plan orbital de la Lune subit une oscillation d’une période de 173,3 jours provoquée par le passage de la ligne des nœuds dans l'alignement Terre-Soleil. Elle est provoquée par la gravitation du Soleil et, dans une moindre mesure, par le bourrelet équatorial de la Terre.

Avec le mouvement de précession des nœuds, le plan de l'orbite lunaire, incliné par rapport à l'écliptique d'un peu plus de 5°, tourne donc en 18,6 ans un peu comme une toupie, et la perpendiculaire de ce plan dessine dans le ciel un cercle imaginaire avec un rayon de cet angle légèrement variable.

Inclinaison de l'axe de rotation L'axe de rotation de la Lune n'est pas perpendiculaire à son plan orbital et l'équateur lunaire est incliné de sur l'écliptique. Cet angle ne varie pas.

L'angle entre l'équateur lunaire et le plan orbital (ou l'angle entre l'axe de rotation et la perpendiculaire du plan orbital) est en moyenne de 6,687° et subit la même oscillation que l'angle en moyenne de 5,145° entre le plan orbital et le plan de l'écliptique : ainsi l'angle entre l'équateur lunaire et l'écliptique (ou l'angle entre l'axe de rotation de la Lune et la perpendiculaire de l'écliptique) est toujours égal à .

Cette conservation de l'angle de l'axe de rotation par rapport à l'écliptique est une des caractéristiques qui font dire que la Lune est plus en rotation autour du Soleil qu'autour de la Terre.

Lunistice vignette|redresse=1.4|thumbtime=03:32|Précession des nœuds lunaires et déclinaison de la Lune. alt=Illustration du plan orbital de la Lune lors d'un lunistice majeur et mineur|vignette|redresse=1.4|Lunistice majeur et mineurUne année de lunistice majeur le nœud ascendant de la Lune se trouve à proximité du point vernal tandis qu'une année de lunistice mineur c'est le nœud descendant. Le point vernal est la position du Soleil vu de la Terre à l'équinoxe de printemps. Sur les deux schémas il est dirigé vers nous.. Pendant le solstice d'été et en cas de pleine lune, l'astre atteint dans le ciel sa déclinaison minimale par rapport à l'équateur céleste, égale en moyenne à l'inclinaison de l'axe de la Terre (-23,44°), à l'opposée du SoleilAu solstice d'été le Soleil atteint sa déclinaison maximale de 23,436° par rapport au plan de l'équateur tandis qu'au solstice d'hiver il atteint sa déclinaison minimale opposée de -23,436°. Cette formulation est valable dans les deux hémisphères puisque le solstice d'été dans l'un est le solstice d'hiver dans l'autre, et l'orientation du méridien céleste est inversée.. Mais lorsque la ligne des nœuds de la Lune coïncide avec la ligne des équinoxes de la Terre, l'inclinaison du plan orbital de la Lune de 5° environ vient s'ajouter ou se retrancher en totalité à cette valeur. Si les deux angles s'ajoutent, c'est le lunistice majeur et la déclinaison de la pleine lune peut atteindre un minimum de -28,5°. La Lune apparaît alors encore plus basse sur l'horizon. Au solstice d'hiver la déclinaison de la pleine lune change de signe. Donc lors d'un lunistice majeur la Lune apparaît à l'inverse plus haute que d'habitude dans le ciel et peut atteindre un maximum de 28,5°. Il est possible de voir un lunistice majeur en dehors des nuits de solstice, mais alors la phase de la Lune est juste différente et la période d'observation au cours de la nuit est plus courte.

Ce phénomène se reproduit tous les 18,6 ans, période du mouvement de précession de la ligne des nœuds. Une demi-période plus tard soit 9,3 ans, c'est le lunistice mineur où les angles se retranchent. La pleine lune au solstice d'été peut ne descendre qu'à -18,4° tandis qu'au solstice d'hiver elle peut ne monter qu'à 18,4°. Un même phénomène de lunistice majeur ou mineur est visible bien sûr dans les deux hémisphères sauf qu'une déclinaison maximale ou minimale observée dans l'hémisphère nord change là aussi de signe dans l'hémisphère sud. Il faut préciser que la Lune étant relativement proche de la Terre l'effet de parallaxe joue un peu sur les mesures.

alt=Représentation de tous les lunistices nord de 2006 à 2025 sur la carte du ciel.|vignette|redresse=1.4|Lunistices nord de 2006 à 20252025 étant une année de lunistice majeur, les points correspondant à la position de la Lune lors des lunistices nord pour cette année se trouvent en haut de la rosace. Les pointes de la rosace sont espacées de 173,3 jours en moyenne, et les points de 27,2 jours.. En résumé la Lune arrive à sa déclinaison la plus forte soit vers le nord soit vers le sud deux fois par cycle. Ce cycle est le mois draconitique qui dure en moyenne 27,2 jours. Autrement dit on peut mesurer un angle extremum positif ou négatif alternativement vers le nord ou vers le sud tous les 13,6 jours. Les variations de ces valeurs d'un cycle à l'autre ne suivent pas une sinusoïde parfaite à cause principalement de l'oscillation du plan orbital de la Lune. C'est toujours aux environs des équinoxes de printemps et d'automne que les lunistices les plus extrêmes sont enregistrés (+/- 28,72° ou +/- 18,16°), quand le Soleil se trouve dans la direction d'un des nœudsVers l'équinoxe de printemps le lunistice nord tombe toujours autour du premier quartier tandis que le lunistice sud tombe toujours autour du dernier quartier. C'est naturellement l'inverse à proximité de l'équinoxe d'automne..

Planète double

La masse de la Terre est plus élevée que celle de la Lune, un rapport nettement plus faible que celui de la plupart des satellites du système solaire ; le barycentre des deux corps reste toutefois situé à l'intérieur de la Terre, à environ sous sa surface. Par ailleurs, la Lune n'orbite pas dans le plan de l'équateur terrestre, là encore à la différence de la plupart des satellites. Pour ces raisons, entre autres, le couple Terre-Lune est parfois considéré comme une planète double plutôt qu'un système planète-satellite.

Éléments orbitaux Les paramètres suivants résument les principales caractéristiques de l'orbite de la Lune : Demi-grand axe : Distance au périgée : ~ () Distance à l'apogée : ~ () Excentricité moyenne : (0,026 à 0,077)( / - 1) / 2 = Inclinaison moyenne de l'orbite sur l'écliptique : 5,14° (5,0 à 5,28°) Obliquité moyenne : 6,68° (6,54 à 6,82°) Inclinaison moyenne de l'équateur lunaire sur écliptique : 1,543° Période de précession des nœuds : Période de précession de la ligne des apsides :

Périodes lunaires