La superficie della Luna è costituita da materiali rocciosi ricoperti quasi interamente da uno strato di regolite, un insieme eterogeneo di polvere, frammenti di rocce e minerali, vetri da impatto e altri detriti di dimensioni variabili. La regolite si è formata nel corso di miliardi di anni principalmente attraverso la frammentazione delle rocce provocata dal continuo impatto di meteoroidi e micrometeoriti ed è progressivamente modificata dall’esposizione al vento solare e alla radiazione cosmica.

Dal punto di vista morfologico, la superficie lunare è caratterizzata da numerosi crateri da impatto, insieme ad altopiani, catene montuose, valli e pianure. Le vaste regioni più scure visibili soprattutto sulla faccia rivolta verso la Terra sono dette mari lunari e sono costituite prevalentemente da pianure basaltiche formatesi quando antiche colate laviche riempirono grandi bacini da impatto. I mari sono generalmente più giovani degli altopiani circostanti e presentano pertanto una minore densità di crateri.

Descrizione

La superficie lunare è caratterizzata da un elevato numero di crateri e bacini da impatto, formatisi principalmente in seguito alla collisione con asteroidi e meteoroidi. Le loro dimensioni variano da strutture microscopiche a bacini di migliaia di chilometri di diametro. Il bacino Polo Sud-Aitken, situato prevalentemente sulla faccia nascosta della Luna, ha un diametro di oltre  km ed è la più grande struttura da impatto conosciuta sulla Luna.

Sebbene la Luna sia geologicamente molto meno attiva della Terra, la sua superficie presenta strutture tettoniche relativamente recenti e il satellite è interessato da fenomeni sismici. I sismometri installati durante il programma Apollo registrarono migliaia di eventi sismici lunari. Alcuni di questi sono causati dalle forze di marea esercitate dalla Terra, altri sono associati alla progressiva contrazione della Luna dovuta al raffreddamento del suo interno; eventi più superficiali possono inoltre essere prodotti dagli impatti di meteoroidi o dalla dilatazione e contrazione termica delle rocce. Le osservazioni del Lunar Reconnaissance Orbiter hanno individuato migliaia di giovani faglie inverse distribuite sulla crosta lunare. I dati disponibili indicano che alcune di esse potrebbero essere tuttora attive e associate a eventi sismici.

A causa dell'estrema rarefazione della sua atmosfera, costituita essenzialmente da un'esosfera, la superficie lunare è soggetta a forti escursioni termiche. In prossimità dell'equatore le temperature possono superare i 121 °C durante il giorno lunare e scendere fino a circa −133 °C durante la notte. Temperature ancora inferiori sono state misurate nelle regioni permanentemente in ombra dei crateri polari: il Lunar Reconnaissance Orbiter ha rilevato valori inferiori a −246 °C.

La mancanza di un'atmosfera densa e di acqua liquida superficiale impedisce i processi di erosione prodotti sulla Terra dal vento, dalle precipitazioni e dallo scorrimento delle acque. La superficie viene tuttavia continuamente modificata dagli impatti di meteoroidi e micrometeoriti e dall'interazione con il vento solare. Gli impatti frammentano e rimescolano progressivamente gli strati più superficiali, contribuendo alla formazione e all'evoluzione della regolite lunare.

Sulla superficie lunare non sono presenti masse stabili di acqua allo stato liquido. È stata invece accertata la presenza di acqua e di ghiaccio d'acqua: quest'ultimo è concentrato soprattutto nelle regioni permanentemente in ombra in prossimità dei poli, dove le temperature estremamente basse ne permettono la conservazione per lunghi periodi. Un'analisi dei dati raccolti dal Lunar Reconnaissance Orbiter pubblicata nel 2024 ha indicato che le evidenze della presenza di ghiaccio nelle regioni permanentemente in ombra sono più diffuse di quanto precedentemente stimato e si estendono, nell'emisfero meridionale, almeno fino a 77° di latitudine sud.

Esplorazione della superficie

La prima sonda a raggiungere la superficie lunare fu la sovietica Luna 2, che vi impattò il 13 settembre 1959. Il primo allunaggio morbido fu invece compiuto dalla sonda sovietica Luna 9 il 3 febbraio 1966.

Tra il 1969 e il 1972 sei missioni del programma Apollo (Apollo 11, Apollo 12, Apollo 14, Apollo 15, Apollo 16 e Apollo 17) portarono complessivamente dodici astronauti sulla superficie lunare. Neil Armstrong e Buzz Aldrin, membri dell'Apollo 11, furono i primi esseri umani a camminarvi, il 20 luglio 1969. Apollo 17, nel dicembre 1972, rimane l'ultima missione con equipaggio ad aver raggiunto la superficie lunare.

Dopo il programma Apollo l'esplorazione della superficie è proseguita mediante missioni robotiche. Nel dicembre 2013 la missione cinese Chang'e 3 effettuò un allunaggio e dispiegò il rover Yutu. Il 3 gennaio 2019 Chang'e 4 realizzò il primo allunaggio sulla faccia nascosta della Luna, trasportando il rover Yutu-2.

Nel 2023 la missione indiana Chandrayaan-3 effettuò un allunaggio nella regione del polo sud lunare con il lander Vikram e il rover Pragyan. Nel gennaio 2024 la sonda giapponese SLIM effettuò un allunaggio di precisione sulla superficie. Il mese successivo il lander Odysseus della missione statunitense IM-1 raggiunse la regione meridionale della Luna, realizzando il primo allunaggio morbido di un veicolo statunitense dall'Apollo 17.

Nel giugno 2024 la missione cinese Chang'e 6 riportò sulla Terra 1 935,3 grammi di campioni raccolti nel bacino Polo Sud-Aitken sulla faccia nascosta della Luna, realizzando il primo recupero di campioni provenienti da tale emisfero.

Il 2 marzo 2025 il lander Blue Ghost della società statunitense Firefly Aerospace effettuò un allunaggio nel Mare Crisium, nei pressi di Mons Latreille, trasportando dieci strumenti scientifici e dimostratori tecnologici della NASA nell'ambito del programma Commercial Lunar Payload Services.

Note

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