Rotation synchrone

1. C'est l'inverse. Si la Lune ne tournait pas sur elle-même, elle garderait une orientation fixe dans l'espace et nous présenterait successivement toutes ses faces au cours d'une orbite — la figure du cours le montre. Elle nous montre toujours la même face parce qu'elle fait exactement un tour sur elle-même pendant un tour d'orbite. C'est la rotation synchrone.

2. Le jour solaire lunaire dure une période synodique, soit $29,53$ jours terrestres : environ quatorze jours et demi de lumière, puis autant de nuit. C'est l'une des principales difficultés d'une base lunaire — survivre à quatorze jours de nuit à $-170{}^{\circ }$C, sans énergie solaire.

3. Non. Depuis un point de la face visible, la Terre reste approximativement fixe dans le ciel, à la même hauteur, en oscillant légèrement sous l'effet de la libration. Depuis la face cachée, on ne la voit jamais — ce qui en fait, soit dit en passant, le meilleur emplacement du système solaire pour un radiotélescope, à l'abri des émissions terrestres.

4. Par la libration. L'orbite lunaire étant légèrement elliptique, la vitesse de la Lune sur son orbite varie alors que sa rotation propre est uniforme : la synchronisation n'est parfaite qu'en moyenne, et la Lune semble se balancer d'est en ouest. Son axe étant en outre légèrement incliné, elle se balance aussi du nord au sud. On découvre ainsi tour à tour un peu de chaque bord.

5. Les photographies transmises par la sonde soviétique Luna $3$, le $7$ octobre $1959$. Elles ont révélé une face cachée très différente : beaucoup plus cratérisée, presque dépourvue des grandes plaines sombres qui marquent la face visible. Cette dissymétrie est un fait établi qui reste partiellement inexpliqué.