Ciel extraterrestre - Définition
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La Lune
La Lune n'a pas d'atmosphère, de sorte que son ciel est toujours noir. Toutefois, le Soleil est tellement brillant qu'il est impossible de voir les étoiles pendant la journée, à moins que l'observateur ne soit bien à l'abri de la lumière du Soleil (directe ou réfléchie par le sol). La Lune a une étoile polaire au sud, Delta Doradus, d'une magnitude de 4,34. Elle est mieux alignée que celle de la Terre Polaris (α Ursae Minoris), mais beaucoup plus faible.
Le Soleil de la Lune
Le Soleil a la même apparence de la Lune que de la Terre, sauf qu'il est un peu plus brillant (et de couleur blanche pure) en raison de l'absence de diffusion atmosphérique et d'absorption. Enfin l'apparence du Soleil sur la Lune est identique à son apparence en orbite autour de la Terre.
Comme l'inclinaison de l'axe de la Lune par rapport à son orbite autour du Soleil est proche de zéro, le Soleil décrit presque exactement le même parcours à travers le ciel de la Lune au cours d'une année. En conséquence, il y a des cratères et des vallées à proximité des pôles de la Lune qui ne reçoivent jamais la lumière directe du soleil, et des montagnes et des collines qui ne sont jamais dans l'ombre (voir Pic de lumière éternelle).
La Terre de la Lune
La Terre est parmi les caractéristiques les plus importantes du ciel de la Lune. Son diamètre apparent (1,9°) est de quatre fois le diamètre de la Lune vue depuis la Terre, mais parce que l'orbite de la Lune est excentré, la taille apparente de la Terre dans le ciel varie d'environ plus ou moins 5% (entre 1,8° et 2,0° de diamètre). La Terre a des phases tout comme la Lune pour l'observateur terrestre, mais elles sont opposées: quand l'observateur terrestre voit la pleine Lune, l'observateur lunaire voit un « terre nouvelle », et vice versa. L'albédo de la Terre est trois fois plus élevé que celui de la Lune et, en y ajoutant sa plus grande surface, la pleine Terre est plus de 50 fois plus brillante que la pleine Lune au zénith pour l'observateur terrestre.
À cause de la rotation synchrone de la Lune, une de ses faces est en permanence tournée vers la Terre; et de l'autre côté, la face cachée de la Lune n'est jamais visible de la Terre. Cela a comme corollaire que la Terre ne peut être vue que du côté le plus proche de la Lune, et elle et toujours invisible de l'autre côté.
Si la rotation de la Lune était purement synchrone, la Terre n'aurait aucun mouvement perceptible dans le ciel de la Lune. Toutefois, en raison de la libration de la Lune, la Terre procède à un lent et complexe mouvement oscillatoire. Une fois par mois, vu de la Lune, la Terre trace un ovale d'un diamètre d'environ 18°. La forme et l'orientation exactes de cet ovale dépend de l'endroit considéré sur la Lune. En conséquence, près de la limite de la face visible ou cachée de la Lune, la Terre est parfois sous l'horizon, et parfois au-dessus.
Éclipses de la Lune
La Terre et le Soleil se réunissent parfois dans le ciel lunaire, provoquant une éclipse. Sur la Terre, on voit alors une éclipse lunaire, dans laquelle la Lune passe dans l'ombre de la Terre, mais sur la Lune, on verrait le Soleil passer derrière la Terre - provoquant une éclipse solaire. Comme le diamètre apparent de la Terre est quatre fois plus grande que celui du Soleil, le Soleil serait caché derrière la Terre pendant plusieurs heures. L'atmosphère terrestre serait visible sous la forme d'un anneau rougeâtre. Pour voir une telle éclipse, une tentative a été effectué avec la caméra Lunar Rover TV d'Apollo 15, mais l'appareil photo ou sa source d'énergie a fait défaut après le départ des astronautes de la Terre.
Par ailleurs, les éclipses solaires terrestres ne serait pas spectaculaire pour les observateurs lunaires, car l'ombre de la Lune s'estompe à la surface de la Terre. Les observateurs lunaires avec des télescopes ne verraient qu'une petite tache sombre voyageant à travers le disque de la Terre entière.
En résumé, chaque fois qu'une éclipse de quelque sorte se produit sur Terre, une éclipse d'un autre genre se produit sur la Lune. Les éclipses se produisent à la fois pour les observateurs de la Terre et de Lune à chaque fois que les deux corps et le Soleil sont alignés.
