La Luna es el único satélite natural de la Tierra. Con un diámetro ecuatorial de 3474,8km, es el quinto satélite más grande del sistema solar, mientras que en cuanto al tamaño proporcional respecto a su planeta es el satélite más grande: un cuarto del diámetro de la Tierra y 1/81 de su masa. Es, además, después de Ío, el segundo satélite más denso. Se encuentra en rotación síncrona con la Tierra, por lo que siempre muestra la misma cara hacia el planeta. El hemisferio visible está marcado con oscuros mares lunares de origen volcánico entre las brillantes montañas antiguas y los destacados astroblemas.
A pesar de ser, en apariencia, el astro más brillante en el cielo terrestre después del Sol, su superficie es en realidad muy oscura, con una reflexión similar a la del carbón. Su prominencia en el cielo y su ciclo regular de fases han hecho de la Luna un elemento con importante influencia cultural desde la antigüedad, tanto en el lenguaje como en el calendario, el arte o la mitología. La influencia gravitatoria de la Luna produce las mareas y el aumento de la duración del día. La distancia orbital de la Luna, cerca de treinta veces el diámetro de la Tierra, hace que se vea en el cielo con el mismo tamaño que el Sol y permite que el satélite cubra exactamente a la estrella en los eclipses solares totales. La Luna carece de una atmósfera significativa.
La Luna es el único cuerpo celeste en el que el hombre ha realizado un descenso tripulado. Aunque el programa Luna de la Unión Soviética fue el primero en alcanzar el satélite terrestre con una nave espacial no tripulada, el programa Apolo de Estados Unidos realizó las únicas misiones tripuladas hasta la fecha, comenzando con la primera órbita lunar tripulada por el Apolo 8 en 1968, y seis alunizajes tripulados entre 1969 y 1972, siendo el primero el Apolo 11 en 1969, y el último el Apolo 17. Estas misiones regresaron con más de 380kg de roca lunar, que han permitido alcanzar una detallada comprensión geológica de los orígenes de la Luna –se cree que se formó hace 4500000000 (cuatro mil quinientos millones) de años después de un gran impacto–, la formación de su estructura interna y su posterior historia.
En 1970 la Unión Soviética puso en la superficie el primer vehículo robótico controlado desde la Tierra: Lunojod 1. El astromóvil fue enviando fotografías y vídeos de la superficie que recorrió (10km.) durante casi un año.
Desde la misión Apolo 17, en 1972, ha sido visitada únicamente por sondas espaciales no tripuladas, en particular por el astromóvil soviético Lunojod 2. Desde 2004, Japón, China, India, Estados Unidos y la Agencia Espacial Europea han enviado orbitadores. Estas naves espaciales han confirmado el descubrimiento de agua helada fijada al regolito lunar en cráteres que se encuentran en la zona de sombra permanente y están ubicados en los polos.
El interés por la exploración de la Luna de manera robótica se ha acrecentado, en particular para confirmar la presencia de agua en ella, y desde el 2022, con la misión Artemis 1, la NASA ha puesto en marcha el programa Artemis, sucesor del programa Apolo, con el fin de volver a mandar a hombres a la superficie lunar.
La Luna se mantiene, bajo el Tratado sobre el espacio ultraterrestre, libre para la exploración de cualquier nación con fines pacíficos. miniaturadeimagen|Salida de luna detrás de un barco en el Río de la Plata
Etimología La palabra que designa al satélite de la Tierra, «luna», procede del latín. En esta lengua era originalmente la forma femenina de un adjetivo, 'luminoso', que deriva de la raíz *lūc-/lŭc- ('brillar', 'ser luminoso'), de donde proceden igualmente luceo ('lucir'), lumen ('lumbre'), lux ('luz'), etc. A su vez, esta raíz procede de la raíz indoeuropea *leuk-, que se encuentra en otras lenguas en términos relacionados con la luz, como el griego λευκός (leukós), 'blanco', o λύχνος (lýjnos), 'lámpara'. Probablemente, el epíteto *leuksno-/ *louksno-, 'la luminosa', ya era utilizado para designar a la luna en protoindoeuropeo.
En protoindoeuropeo también existió un nombre masculino para la Luna, formado sobre la raíz *mēns-, del que se conservan formas en varias lenguas, como el griego μήν, μηνός (mên, mēnós, 'mes'); e incluso manteniendo el sentido primitivo, como en el inglés Moon o en lenguas itálicas como el umbro (ablativo singular) "menzne" ('Luna'). En latín, esta forma *mēns- ha evolucionado semánticamente para designar el 'mes', que en origen seguía las fases de la luna. De «luna» procede el término «lunes», que en su original latino designaba al 'día de la luna' (dies lunae).Ernout, A. y Meillet, A. 1951 [3.ª ed.] Dictionnaire etymologique de la langue latine. París, Klincksieck.
Asimismo, el término griego Selene (en griego antiguo Σελήνη Selênē, nombre de la diosa mitológica asociada a la Luna) ha pervivido en el español y en otros idiomas como una forma culta para expresar determinados conceptos relacionados con la Luna; como, por ejemplo: las palabras «selenografía», que designa la cartografía lunar; o «selenita», un mineral, y como el gentilicio de los supuestos habitantes del satélite; o «selenio», elemento químico llamado así por analogía con el telurio, cuyo nombre procede de la tierra (télos).
Características físicas
La Luna es un satélite excepcionalmente grande en comparación con su planeta, la Tierra: un cuarto del diámetro del planeta y 1/81 de su masa. Es el segundo satélite más grande del sistema solar en relación con el tamaño de su planeta, siendo Caronte el más grande en relación con el planeta enano Plutón. La superficie de la Luna es menos de una décima parte de la Tierra, lo que representa cerca de un cuarto del área continental de la Tierra. Sin embargo la Tierra y la Luna siguen siendo consideradas un sistema planeta-satélite, en lugar de un sistema doble planetario, ya que su baricentro, está ubicado cerca de 1700km (aproximadamente un cuarto del radio de la Tierra) bajo la superficie de la Tierra.
Formación thumb|left|180px|Representación gráfica de la teoría del gran impacto. Varios mecanismos han sido propuestos para explicar la formación de la Luna hace 4527±10millones de años. Esta edad se ha calculado según la datación del isótopo de las rocas lunares, entre 30 y 50millones de años luego del origen del sistema solar. Entre ellos están: la fisión de la Luna desde la corteza terrestre debido a fuerzas centrífugas, que deberían haber requerido también un giro inicial de la Tierra; la atracción gravitatoria de la Luna en estado de formación, que hubiera requerido una extensión inviable de la atmósfera para disipar la energía de la Luna, que se encontraba pasando; y la coformación de la Luna y la Tierra juntas en el disco de acreción primordial, que no explica la depleción de hierro en estado metálico. Estas hipótesis tampoco pueden explicar el fuerte momento angular en el sistema Tierra-Luna.
La hipótesis general hoy en día es que el sistema Tierra-Luna se formó como resultado de un gran impacto: un cuerpo celeste del tamaño de Marte colisionó con la joven Tierra, expulsando material en órbita alrededor de esta, el cual se fusionó para formar la Luna. Se cree que en el sistema solar primitivo eran frecuentes impactos gigantescos como este. Los modelados de un gran impacto por simulaciones computacionales concuerdan con las mediciones del momento angular del sistema Tierra-Luna y el pequeño tamaño del núcleo lunar; a su vez demuestran que la mayor parte de la materia de la Luna proviene del objeto que impactó, no de la joven Tierra. Además, ciertos meteoritos demuestran que las composiciones isotópicas del oxígeno y el tungsteno de otros cuerpos del Sistema solar interior tales como Marte y (4) Vesta son muy distintas de las de la Tierra, mientras que la Tierra y la Luna tienen composiciones isotópicas prácticamente idénticas. La mezcla de materia evaporada tras el impacto entre la Tierra y la Luna pudo haber equiparado las composiciones, aunque esto es debatido.
La importante cantidad de energía liberada en el gran impacto y la subsecuente fusión del material en la órbita de la Tierra pudo haber derretido la capa superficial de la Tierra, formando un océano de magma. La recién formada Luna pudo también haber tenido su propio océano de magma lunar; las estimaciones de su profundidad varían entre 500km y el radio entero de la Luna.
Distancia a la Luna thumb|289x289px|Comparación de tamaño aparente de la Luna entre el perigeo-apogeo.
En astronomía, una distancia lunar (LD) es la medida de la distancia desde la Tierra hasta la Luna. La distancia media entre la Tierra y su satélite es 384400 kilómetros; equivalente a la distancia que recorre la luz en el vacío en 1,28 segundos aproximadamente. La distancia real varía a lo largo de la órbita de la Luna.
Se realizan mediciones de alta precisión de la distancia a la Luna midiendo el tiempo que tarda la luz en viajar entre las estaciones LIDAR en la Tierra y los retrorreflectores colocados en la Luna.
La Luna se aleja de la Tierra a una tasa promedio de 3,8cm por año, como lo detectó el experimento de medición lunar láser. La tasa de la recesión se considera anormalmente alta. Por coincidencia, la diagonal de los cubos de los retrorreflectores en la Luna también es de 3,8cm.
La primera persona que midió la distancia a la Luna fue el astrónomo y geógrafo Hiparco en el año , para lo que se basó en el dato del diámetro de la Tierra calculado por Eratóstenes 100años antes, y obtuvo una distancia de . Para este cálculo utilizó la curvatura de la sombra que proyecta la Tierra sobre la Luna en un eclipse lunar, un método ideado por Aristarco de Samos. Es notable el pequeño error, dada las limitaciones de la época, que es de solamente de unos , lo que representa menos de 10%.
El catálogo de objetos cercanos de la NASA incluye las distancias a la Tierra de asteroides y cometas medidas en distancias lunares.NEO Earth Close Approaches
Revoluciones de la Luna miniaturadeimagen|Cara oculta de la Luna iluminada por el sol, mientras cruza entre la cámara del DSCOVR y la Tierra.La Luna tarda en dar una vuelta alrededor de la Tierra 27d 7h 43min si se considera el giro respecto al fondo estelar (revolución sideral), pero 29d 12h 44min si se la considera respecto al Sol (revolución sinódica) y esto es porque en este lapso la Tierra ha girado alrededor del Sol (ver mes). Esta última revolución rige las fases de la Luna, eclipses y mareas lunisolares.
Como la Luna tarda el mismo tiempo en dar una vuelta sobre sí misma que en torno a la Tierra, presenta siempre la misma cara hacia el planeta. Esto se debe a que la Tierra, por un efecto llamado gradiente gravitatorio, ha frenado completamente a la Luna. La mayoría de los satélites regulares presentan este fenómeno respecto a sus planetas. Así pues, hasta la época de la investigación espacial (Luna 3) no fue posible ver la cara lunar oculta, que presenta una disimetría respecto a la cara visible. El Sol ilumina siempre la mitad de la Luna (excepto en los eclipses de luna), que no tiene por qué coincidir con la cara visible, produciendo las fases de la Luna. La inmovilización aparente de la Luna respecto a la Tierra se ha producido porque la gravedad terrestre actúa sobre las irregularidades del globo lunar de forma que en el transcurso del tiempo la parte visible tiene 4km más de radio que la parte no visible, estando el centro de gravedad lunar desplazado del centro lunar 1,8km hacia la Tierra. Revolución sinódica o lunación: es el intervalo de tiempo necesario para que la Luna vuelva a tener una posición análoga con respecto al Sol y a la Tierra. Su duración es de 29d 12h 44min 2,78s. También se le denomina «mes lunar». Revolución sideral: es el intervalo de tiempo que le toma a la Luna volver a tener una posición análoga con respecto a las estrellas. Su duración es de 27d 7h 43min 11,5s.