A Lua está se afastando da Terra em aproximadamente 3,8 centímetros anualmente. Cientistas monitoram esse movimento usando pulsos a laser enviados da Terra para refletores instalados na superfície lunar. Este método permite medir a distância entre a Terra e a Lua com precisão excepcional.
A chave para este processo são os refletores lunares — dispositivos ópticos que devolvem a luz na direção em que foi recebida. Três conjuntos foram instalados pelos astronautas das missões Apollo 11, Apollo 14 e Apollo 15. Equipamento semelhante foi levado por duas missões soviéticas: Luna-17 com o rover Lunokhod-1 e Luna-21 com o Lunokhod-2.
O procedimento é simples: um observatório terrestre direciona um pulso a laser para o refletor. O equipamento devolve uma pequena parte da luz, que é então registrada na Terra. Os pesquisadores calculam a distância percorrida pela luz medindo o intervalo entre o envio e o retorno do pulso. Como a velocidade da luz é conhecida, quaisquer desvios mínimos no tempo de voo indicam uma mudança na posição da Lua.
Na prática, a tarefa é muito complexa. Em média, a Lua está a cerca de 385 mil quilômetros da Terra, e o feixe de laser se dispersa ao passar pela atmosfera. Apenas uma quantidade insignificante da luz enviada atinge o equipamento terrestre.
No entanto, décadas de observações permitem acompanhar o movimento lunar com alta precisão. Os refletores continuam sendo usados em estudos da dinâmica do sistema Terra-Lua e da gravidade. O equipamento dos Lunokhods também tem uma história interessante: os refletores instalados nos dois rovers soviéticos foram fabricados na França e entregues à superfície lunar pelas missões soviéticas. O rover Lunokhod-1, que ficou sem localização exata por muito tempo, foi encontrado em 2010, permitindo novos medições a laser a partir de seu refletor.
O afastamento da Lua está relacionado às marés, causadas principalmente pela atração gravitacional da Lua sobre os oceanos terrestres. Como a Terra gira mais rápido do que a Lua completa sua órbita, a distribuição das marés antecipa ligeiramente a posição do satélite. Essa configuração contribui para a transferência de parte do momento angular — uma grandeza relacionada ao movimento rotacional e orbital — da Terra para a Lua.
Em essência, a Terra perde lentamente parte de sua velocidade de rotação, e a Lua, por sua vez, ganha energia orbital e ocupa uma órbita um pouco mais distante. O resultado observado hoje é um afastamento médio de cerca de 3,8 centímetros por ano. É importante entender que isso não significa que a Lua está simplesmente deixando o campo gravitacional da Terra; ela permanece ligada à Terra pela gravidade e continua a orbitar. A mudança ocorre extremamente lentamente.
Um processo semelhante afeta também a duração do dia. O atrito das marés retarda a rotação da Terra, contribuindo para o aumento gradual da duração dos dias. A contribuição relacionada às marés é estimada em cerca de 2,3–2,4 milissegundos por século. No entanto, isso não significa que todos os dias tenham exatamente essa duração adicional, pois a rotação da Terra também está sujeita à influência de outros fenômenos, incluindo mudanças na atmosfera, oceanos, núcleo do planeta, bem como na distribuição de gelo e água. Na vida cotidiana, essa diferença é imperceptível, mas instrumentos capazes de medir o tempo e a rotação da Terra registram essas pequenas flutuações. Assim, o conjunto de equipamentos instalado na Lua há mais de cinquenta anos continua a ajudar os cientistas a rastrear uma mudança que também ocorre lentamente nos relógios naturais da Terra.