La Luna è l'unico astro, assieme al Sole, del quale è possibile scorgere la sfera senza l'aiuto del cannocchiale.
Nella antichità la Luna fu dedicata a Diana, la vergine cacciatrice, ed il suo ciclo, le cui fasi vengono ripercorse
ogni 29 giorni a mezzo, rappresentò uno dei parametri fondamentali per la costruzione del calendario.
Un'altra grande conquista dell'astronomia dell'antichità fu la corretta interpretazione delle eclissi di Sole e di Luna,
osservando le quali si scoprì che anche la terra fosse una sfera. Sin dall'antichità si scoprì come le eclissi si ripetono
ciclicamente ogni 19 anni, che è il minimo comune multiplo tra i periodi di rivoluzione celeste del Sole (365,2422 giorni)
e della Luna (29,5306 giorni).
Le eclissi di Luna sono più frequenti ed avvengono quando la Luna si trova nel punto opposto
a quello occupato dal Sole, con in mezzo la Terra che la oscura. Le eclissi di Sole invece avvengono quando la Luna
interseca l'eclittica e sono più rare in quanto l'ombra della Luna copre solo una parte limitata della superficie terrestre.
Già nei primi del Seicento Galileo studiò la Luna con il suo cannocchiale, iniziando a disegnarne una mappa con i suoi
monti e mari, che in realtà si rivelarono poi semplici pianure.
La Luna ruota attorno alla Terra rivolgendole sempre lo stesso emisfero, in quanto il periodo di rotazione della Luna
attorno al proprio asse equivale al suo periodo di rivoluzione attorno alla Terra.
Le prime fotografie della Luna risalgono a metà dell'Ottocento. La caratteristica saliente del suolo lunare sono i
crateri, provocati dagli urti di meteoriti in tempi molto lontani. La corsa verso la Luna ebbe inizio pochi mesi dopo
il lancio dei primi satelliti artificiali, negli anni Cinquanta.
Inizialmente ci furono una enormità di missioni,
statunitensi e sovietiche, che fallirono completamente o quasi, data la grande complessità delle operazioni. Le prime
fotografie della faccia nascosta della Luna sono opera dei sovietici, nell'autunno del 1959.
Ma fu solo nella seconda metà degli anni Sessanta che gli Stati Uniti, col progetto Surveyor,
riuscirono a completare con successo tutte le analisi necessarie per un successivo sbarco umano.
Lo sbarco venne effettuato, per la prima volta, la notte del 21 luglio 1969 ad opera degli astronauti americano Neil
Armstrong e Edwin Aldrin (Lo sbarco venne effettuato tramite il LEM, mentre la capsula madre rimase in orbita con il
terzo astronauta, Michael Collins). La loro permanenza sulla Luna è stata di 21 ore e 36 minuti, con una passeggiata
di 2 ore e 31 minuti.
La missione di Apollo 11 terminò con il recupero nell'oceano pacifico della capsula spaziale e
dei tre astronauti. Alla prima spedizione seguirono altri 5 sbarchi in cui si ampliò la zona di esplorazione e si fecero
anche ricognizioni più ampie, sino a 6 Km dalla zona di allunaggio. L'ultimo volo umano sulla Luna si svolse nel dicembre
del 1972, mentre l'esplorazione, tramite satelliti e sonde, continua.
La Luna può essere considerata la sorella minore di Mercurio il cui diametro è circa 1,4 volte quello del satellite
terrestre. L'aspetto delle rispettive superfici è straordinariamente simile, butterato di crateri provocati dall'impatto
con meteoriti non frenati nella loro caduta a causa della mancanza di atmosfera.
L'intervallo tra due lune nuove, ossia
il tempo di rotazione della Luna intorno alla Terra, è di 29 giorni, 12 ore e 44 minuti, mentre lo stesso intervallo tra
due lune nuove osservato da un punto fisso dello spazio (come una stella), detto periodo siderale, è di 27 giorni, 7 ore
e 43 minuti.
La distanza media tra Terra e Luna è di 384000 Km, ben poca cosa rispetto ai 42 milioni di Km di Venere, il pianeta più
vicino alla Terra. Proprio a causa della notevole vicinanza, l'attrazione gravitazionale della Terra ha costretto la Luna
a ruotare attorno al proprio asse con un periodo uguale a quello di rivoluzione: per questo dalla Terra è possibile vedere
soltanto una faccia della Luna.
L'attività vulcanica sulla Luna è stata molto intensa, sino a circa 900 milioni di anni fa. Per quanto riguarda la
sismologia, sulla Luna ci sono scosse di terremoto, ma milioni di volte più lievi di quelle terrestri. Esse sono dovute
non alla tettonica a zolle caratteristica della Terra, bensì alla dilatazione e contrazione dovuta al raffreddamento degli
strati superficiali ed al riscaldamento radioattivi dell'interno.
Sulla Luna non esiste un campo magnetico apprezzabile, anche se si ritiene che esso fosse presente circa 3 milioni di
anni fa. La Luna ha un'atmosfera pressochè assente, in quanto la sua ridotta massa non è in grado di trattenere gli
elementi volatili.
Sono state fatte diverse ipotesi sulla nascita della Luna: dalla fissione, secondo la quale un tempo Terra e Luna erano
un unico corpo celeste, alla cattura, secondo la quale Terra e Luna si sarebbero formate in modo indipendente e solo
successivamente, in qualche modo, la Luna sarebbe stata catturata nell'orbita terrestre. In realtà, ad oggi non siamo
assolutamente in grado di stabilire con certezza cosa sia accaduto nei tempi lontani.