En octubre de 2017, Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) celebra cien días de recolección de datos científicos en la Luna. Cien días de Luna. Son 100 oportunidades para observar cambios de noche a día, fotografiar la superficie en diferentes ángulos solares, medir temperaturas ascendentes y descendentes y estudiar la forma en que ciertos productos químicos reaccionan al ciclo diario de luz y temperatura, entre otras cosas. Pero te lo estarás preguntando…
¿Qué es un día lunar?
¿A qué nos referimos cuando decimos que LRO ha estado en la Luna durante 100 días lunares? La respuesta corta es esta: Un día es el tiempo que transcurre entre dos tardes o puestas de sol. Que 24 horas en la Tierra, 708.7 horas (29.53 días terrestres) en la Luna. Podemos ver un día pasando por la Luna observando su ciclo de fases de un mes de duración, y al 16 de octubre de 2017, LRO ha observado este ciclo 100 veces desde el inicio de su misión de exploración y ciencia el 15 de septiembre de 2009.Pero como sucede a menudo en astronomía, la situación es en realidad un poco más complicada. El problema comienza con simplemente clavar una definición de la palabra día.En cualquier lugar de la Tierra, un día solar local es el tiempo que tarda el Sol en regresar al mismo punto en el cielo. Para ser más precisos, definimos una línea en el cielo, el meridiano, que corre entre el norte y el sur y pasa a través del cenit (el punto recto). El mediodía local es el tiempo en que el Sol se centra en el meridiano, y un día solar local es el tiempo entre dos noones locales sucesivos.La duración de este tipo de día varía a lo largo del año. Actualmente, puede ser hasta 21 segundos más corto o 29 segundos más largo que 24 horas. Esta variación se debe a la excentricidad de la órbita de la Tierra (la órbita es una elipse, no un círculo), y la oblicuidad de la eclíptica (el eje de la Tierra está inclinado en relación con su órbita).Para que no tengamos que reiniciar nuestros relojes todo el tiempo, es conveniente definir un día solar medio, el promedio del día solar local durante un año completo. Un día solar medio dura exactamente 24 horas. De hecho, definimos una hora como 1/24 de un día solar medio.
El día solar medio no puede ser el promedio de cualquier año arbitrario. La excentricidad y la oblicuidad varían con el tiempo, y debido a la precesión de los equinoccios, el efecto de la oblicuidad se desliza a través del calendario, reforzando y cancelando alternativamente el efecto de la excentricidad durante decenas de miles de años. La Tierra también se está desacelerando, principalmente debido a las interacciones de las mareas con la Luna.
El día solar medio es el día solar local medio teórico, calculado fijando la excentricidad, oblicuidad, precesión y velocidad de rotación a los valores al mediodía en Greenwich, Inglaterra, el 31 de diciembre de 1899, utilizando la teoría del movimiento aparente del Sol desarrollada por Simon Newcomb en la década de 1890.
Ahora tenemos relojes atómicos extremadamente precisos. Definimos la longitud de un segundo como un cierto número de ondas en la radiación de un átomo de cesio, y decimos que un día solar medio es 86400 de estos segundos. Para la continuidad histórica, se eligió el número de ondas para que este segundo sea 1/86400 del día solar medio definido por la teoría de Newcomb.
El concepto de un día solar se puede extender a otros cuerpos en el sistema solar, incluida nuestra Luna. Un día solar medio en la Luna, un día lunar para abreviar, es de 29.5306 días terrestres. Los días lunares locales pueden variar incluso más que los días solares en la Tierra, más de 6 horas menos o 7 horas más que la media. Los 100 días lunares celebrados por LRO en octubre de 2017 son días lunares medios.Debido a que la Luna está bloqueada por las mareas a la Tierra, siempre muestra a la Tierra la misma cara. Esto también significa que gira a la misma velocidad que orbita. Un día lunar toma exactamente el mismo tiempo que una órbita completa en relación con el Sol. Un día lunar también corresponde a un ciclo completo de las fases visibles desde la Tierra, por lo que un día lunar es lo mismo que un mes sinódico.En este punto, no debería sorprenderte que haya otros tipos de días (siderales, por ejemplo) y meses (anomalísticos y draconianos, por nombrar dos). Pero esa es una historia para otro momento.