A Lua está se afastando da Terra — e um laser mede isso

A Lua está se afastando da Terra cerca de 3,8 centímetros por ano . Cientistas conseguem acompanhar esse movimento usando pulsos de laser enviados da Terra para retrorrefletores instalados na superfície lunar. A técnica permite medir a distância Terra-Lua com precisão extraordinária.

O segredo está nos retrorrefletores lunares , dispositivos ópticos que devolvem a luz na direção de onde ela veio. Astronautas das missões Apollo 11 , Apollo 14 e Apollo 15 instalaram três conjuntos na Lua. Duas missões soviéticas também levaram equipamentos semelhantes: a Luna 17 , com o rover Lunokhod 1, e a Luna 21 , com o Lunokhod 2.

O procedimento parece simples. Um observatório terrestre dispara um pulso de laser em direção a um retrorrefletor. O equipamento devolve uma pequena fração da luz, que é detectada novamente na Terra.

Ao medir o intervalo entre o envio e o retorno do pulso, os pesquisadores calculam a distância percorrida pela luz. Como ela viaja a uma velocidade conhecida, pequenas diferenças no tempo de viagem revelam mudanças na posição da Lua.

Na prática, a tarefa é bastante difícil. A Lua fica a aproximadamente 385 mil quilômetros da Terra , em média, e o feixe de laser se espalha ao atravessar a atmosfera. Apenas uma quantidade minúscula da luz enviada consegue retornar ao equipamento terrestre.

Mesmo assim, décadas de observações permitem acompanhar o movimento lunar com grande precisão. Os retrorrefletores continuam sendo usados em estudos de dinâmica do sistema Terra-Lua e de gravidade.

Os equipamentos dos Lunokhod também têm uma história curiosa. Os retrorrefletores instalados nos dois rovers soviéticos foram fabricados na França e levados à superfície lunar pelas missões soviéticas. O Lunokhod 1, que havia ficado sem localização precisa durante décadas, foi reencontrado em 2010, permitindo novamente medições a laser em seu retrorrefletor.

O afastamento lunar está ligado às marés , causadas principalmente pela atração gravitacional da Lua sobre os oceanos terrestres. Como a Terra gira mais rapidamente do que a Lua completa sua órbita, a distribuição das marés fica ligeiramente adiantada em relação à posição do satélite.

Essa configuração permite que parte do momento angular , uma grandeza associada ao movimento de rotação e de órbita, seja transferida da Terra para a Lua.

Na prática, a Terra perde lentamente parte de sua velocidade de rotação. A Lua, por sua vez, ganha energia orbital e passa a ocupar uma órbita um pouco mais distante. O resultado observado hoje é um afastamento médio de aproximadamente 3,8 centímetros por ano .

Isso não significa que a Lua esteja simplesmente escapando da gravidade terrestre. Ela continua presa à Terra pela gravidade e permanece em órbita. A mudança acontece de forma extremamente lenta.

O mesmo processo também afeta a duração dos dias. A fricção de maré desacelera a rotação terrestre e contribui para tornar os dias gradualmente mais longos. A contribuição associada às marés é estimada em aproximadamente 2,3 a 2,4 milissegundos por século .

Esse número não significa que todos os dias tenham exatamente essa duração adicional. A rotação da Terra também sofre influência de outros fenômenos, incluindo mudanças na atmosfera, nos oceanos, no núcleo do planeta e na distribuição de gelo e água.

Na rotina, a diferença é imperceptível. Mas instrumentos capazes de medir o tempo e a rotação terrestre conseguem detectar essas pequenas variações. Assim, um conjunto de equipamentos instalado na Lua há mais de cinco décadas continua ajudando os cientistas a acompanhar uma mudança que também acontece, lentamente, no relógio natural da Terra.

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