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A lua pode ser a companheira mais próxima da Terra, mas as condições na superfície desses dois vizinhos são muito diferentes. Ao contrário da Terra, que mantém uma temperatura moderada em grande parte de sua superfície, a lua oscila entre calor extremo e frio extremo. A principal razão para essas diferenças extremas de temperatura é a falta de atmosfera na lua.
Condições na Lua
Na superfície sem ar da lua, as temperaturas dependem em grande parte se um determinado ponto está na luz solar ou na sombra. As áreas da superfície que recebem luz solar completa podem atingir temperaturas de cerca de 121 graus Celsius ou 250 graus Fahrenheit. As regiões sombreadas e o lado escuro da lua geralmente caem para -157 graus Celsius ou -250 graus Fahrenheit. Os pólos das luas podem ficar ainda mais frios: o Lunar Reconnaissance Orbiter detectou baixos de -238 graus Celsius (-396 graus Fahrenheit) no polo sul e -247 graus Celsius (-413 graus Fahrenheit) no polo norte, temperaturas que podem até rivalizar com aqueles na superfície de Plutão.
Sem atmosfera
A razão para essa extrema diferença de temperatura é a falta de atmosfera da lua. A terra e a lua recebem quantidades semelhantes de energia do sol, mas no caso da terra, a atmosfera desvia e absorve parte desse calor. À medida que os raios solares atingem as moléculas de gás que circundam o planeta, essas moléculas absorvem parte da energia e a transmitem por toda a atmosfera, aquecendo o planeta inteiro em vez de apenas as áreas sob luz solar direta. Essa difusão de energia reduz a temperatura máxima e, como a lua não possui esse cobertor protetor, suas temperaturas máximas são abrasadoras.
O efeito estufa
Uma atmosfera também retém a energia do sol, em um processo conhecido como efeito estufa. Quando a energia do sol atravessa a atmosfera e atinge a superfície da terra, essa energia reflete na superfície e volta ao espaço. Da mesma maneira que as moléculas de gás absorvem e retêm energia quando entram, essas moléculas retêm e refletem energia quando saem, mantendo o calor dos planetas mesmo no lado escuro. Na lua, no entanto, qualquer energia que se reflete na superfície simplesmente se dissipa no vácuo, e é por isso que as áreas sombreadas da superfície ficam extremamente frias.
Desafios de temperatura
Esses extremos de temperatura causados pelo vácuo do espaço apresentam algumas preocupações importantes para os exploradores espaciais, que precisam de equipamentos e técnicas especializadas para evitar superaquecimento ou congelamento. Por exemplo, a espaçonave Apollo, a caminho da Lua, utilizava controle térmico passivo, também chamado de "rolo de churrasco" - uma rotação lenta do navio em seu eixo, a fim de manter a temperatura da nave equalizada. Uma vez na superfície da lua, os astronautas tiveram que confiar em trajes espaciais pesados com sistemas de regulação de temperatura embutidos para evitar superaquecimento à luz do sol ou congelamento sólido à sombra.