Quanto tempo impiega la Luna a orbitare intorno alla Terra?

Misurata rispetto alle stelle fisse, un'orbita completa della Luna dura 27,3217 giorni: questo è il periodo siderale, utilizzato nei calcoli di meccanica celeste. Un osservatore sulla Terra, tuttavia, misura qualcosa di diverso. Mentre la Luna percorre la sua orbita, anche il nostro pianeta si muove intorno al Sole, per cui la geometria Sole-Terra-Luna si ripete solo più tardi. Tornare alla stessa fase, da luna nuova a luna nuova, richiede 29,53 giorni: il periodo sinodico, che determina il calendario delle fasi lunari ed è l'unico visibile a occhio nudo. La differenza tra i due non è un errore di misurazione, ma il risultato della scelta di un punto di riferimento fisso rispetto a uno in movimento.

La Luna impiega quasi lo stesso tempo a ruotare sul proprio asse quanto a completare un'orbita, circa 27 giorni. Questa coincidenza, chiamata rotazione sincrona, fa sì che ci mostri sempre lo stesso emisfero: Terra e Luna sono bloccate dalle maree, e le loro rotazioni sono sincronizzate con tale precisione che vediamo sempre solo un lato. L'emisfero opposto, il lato nascosto, non è più buio di quello visibile; resta semplicemente fuori dalla vista dalla superficie terrestre.

La distanza media tra Terra e Luna è di 384.400 chilometri (238.855 miglia), e il satellite la percorre a una velocità orbitale media di 1,022 km/s. L'orbita è ellittica e inclinata rispetto al piano in cui la Terra ruota intorno al Sole, per cui la Luna non ripete esattamente la stessa posizione a ogni giro. Per questo le eclissi solari e lunari, che richiedono un allineamento quasi perfetto dei tre corpi celesti, non si verificano ogni mese.