Si los humanos colonizaran la Luna, ¿cómo sería un día normal?

Voy a responder a esta pregunta como si la persona estuviera en lo que considero una posible base futura establecida.

La base está construida bajo tierra en o cerca de un pico de luz ‘eterna’ cerca del Polo Lunar Sur. En esta ubicación hay una energía solar razonablemente confiable, una temperatura más uniforme y ‘agujeros de oscuridad eterna’ adyacentes, en los cuales el hielo de agua será más común que en cualquier otro lugar de la luna.

Los meteoros todavía golpean la luna, algunos bastante grandes. Sin embargo, la posibilidad de un impacto de meteorito en la base es baja. La mayoría de los cráteres en la luna tienen miles de millones de años. La Tierra alguna vez se vio así también, pero ahora están todos erosionados.

En este punto de la luna, la Tierra siempre es visible. Se esconde justo por encima del horizonte en el mismo lugar todo el tiempo. Es aproximadamente 3 veces el tamaño de la luna llena cuando se ve desde la Tierra. Se mueve un poco debido a la libración y las estaciones lunares, pero siempre es visible a unos pocos grados del horizonte. Desde la luna, se pueden ver aproximadamente 10,000 características de la superficie a simple vista, y muchas más con telescopios lunares. La característica resoluble más pequeña tiene unos 100 km de ancho, por lo que las islas de Tasmania o Irlanda son visibles. Por supuesto, desde el polo lunar sur, la Tierra parecerá estar ‘al revés’ y girará cada 24 horas y 50 minutos. Pasará por fases, dependiendo de la posición relativa de la luna y el sol, que tardará 28 días en progresar. Cuando la Tierra sea nueva, será difícil de ver, al lado del sol. Hasta dos veces al año (o como máximo una vez por 6 ciclos de fase) el sol será eclipsado por la Tierra. Cuando esto sucede, las luces de la ciudad serán visibles donde no estén obstruidas por las nubes.

Si condujera a lo largo de la superficie lunar hacia la tierra desde el polo lunar sur, gradualmente subiría más alto en el cielo. Si tuviera que alejarse de él, eventualmente se establecería. De hecho, en el polo lunar sur, hay muchas depresiones desde las cuales la Tierra puede estar total o parcialmente ocluida por el horizonte. La comunicación directa con la Tierra es posible mediante la línea de visión, incluido el radar o el láser.

El negocio principal de esta base lunar sería la astronomía y posiblemente la investigación de la ciencia de los materiales. Las viviendas y la agricultura hidropónica se llevarían a cabo bajo tierra, donde el regolito lunar puede proteger contra la radiación y aislar las temperaturas. En el polo lunar sur, los picos de luz eterna son bastante pequeños, por lo que probablemente estarían dominados por paneles solares. Las regiones oscuras adyacentes son muy frías, pero en las regiones más profundas están protegidas de la radiación solar (viento solar, incluidas las erupciones solares) y de todos los rayos cósmicos que provienen de abajo. Sería posible trabajar en estas regiones oscuras bajo luces artificiales durante períodos prolongados sin estar sujeto a riesgos de radiación innecesarios. Sin embargo, si el calentador de su traje se descompuso, rápidamente se convertiría en su propia estatua conmemorativa helada. Probables horas base se programarían como las estaciones antárticas en invierno. Los días de 24 horas tienen sentido mantenerse sincronizados con los investigadores en su país, donde sea que se encuentren. También pueden ser necesarios múltiples turnos dependiendo de las cargas de trabajo y la disponibilidad de espacio, como en los submarinos. Desde el pico de la luz eterna, casi siempre sería luz. Posiblemente con unos pocos días de oscuridad al mes en ciertos períodos durante el invierno lunar.

El cielo parecería negro. Las estrellas no centellearían y se moverían a través del cielo 28 veces más lentamente que en la Tierra. Si el sol es visible, es brillante y elimina las estrellas adyacentes. La Tierra también es brillante, especialmente la parte de la superficie del océano que refleja directamente el sol, como un punto brillante en una bola de boliche. A los efectos de la astronomía óptica, el sol (y la Tierra) puede ser bloqueado por una sombra que gira lentamente en cualquier punto del día lunar. O el telescopio podría construirse en un área más baja, perpetuamente a la sombra. La temperatura ambiente permitiría la astronomía criogénica (por ejemplo, bolómetros, material de CMB, astronomía infrarroja de longitud de onda larga) sin calentamiento especial. La falta de atmósfera hace que la vista sea excepcionalmente buena en todos los ángulos y momentos del día. La astronomía solar también sería posible sin preocuparse por las líneas de absorción atmosférica. Ver el sol directamente sin filtros sería doloroso. La falta de una atmósfera de protección contra los rayos UV podría darle al sol un tono azulado, ya que los rayos UV hacen que su retina tenga fluorescencia.

¡Eso es muchas preguntas!

Si bien los meteoritos golpean la luna, no hay tantos. La mayoría de los cráteres que ves en la luna tienen millones, si no miles de millones de años, y datan de cuando el sistema solar tenía muchos más desechos. La mayoría de las colisiones ahora serían con objetos muy pequeños (pero que se mueven muy rápido), del tamaño de granos de arena, tal vez piedras pequeñas. Tendría que diseñar su hábitat para resistirlos, pero no serían una parte importante de la vida diaria.

La luna está “bloqueada por la marea” a la Tierra, lo que significa que el tiempo que tarda en orbitar alrededor de la Tierra es el mismo que el tiempo que tarda en girar sobre su eje. Eso significa que un “día” dura aproximadamente un mes: 2 semanas de luz solar seguidas de 2 semanas de oscuridad. Con un día tan largo y sin atmósfera u océanos para ayudar a distribuir el calor alrededor del planeta, hace mucho calor durante el día y mucho frío por la noche.

Durante el día, el cielo solo se ve negro. Durante la noche (o durante el día si puede proteger sus ojos del sol y cualquier cosa que refleje la luz solar, como el suelo) podrá ver estrellas. Serán un poco más brillantes que cuando se ven desde la Tierra y, más notablemente, no parpadearán (ya que eso es causado por distorsiones atmosféricas). El sol se verá más o menos igual que desde la Tierra (es decir, ¡demasiado brillante para mirar!). La Tierra será muy brillante y grande en el cielo y, de hecho, pasará por fases en un ciclo mensual. También podrá ver la Tierra girando: no estoy seguro de cuánto podría ver a simple vista, pero los continentes se verían diferentes a los océanos. También podría ver diferencias en la cobertura de nubes a medida que cambia el clima.

El lado que mira hacia la Tierra tendrá algo de luz reflejada desde la Tierra en ciertos puntos (puedes ver este brillo de la Tierra cuando miras una luna creciente, el bit que debería estar oscuro en realidad está ligeramente iluminado), que el lado que mira hacia afuera La tierra no lo hará. Sin embargo, la mayor diferencia entre los lados será la comunicación con la Tierra. Desde el lado orientado hacia la Tierra, puede comunicarse fácilmente con cualquier parte del lado de la Tierra orientado hacia la luna (aunque habrá un retraso de ida y vuelta de 2.5 segundos). Desde el otro lado, la luna estará en el camino, por lo que necesitará algún tipo de satélites de retransmisión. La ventaja de esto es que no tendrá mucho ruido de radio desde la Tierra, lo que hará que la radioastronomía sea mucho más fácil (esa es la razón principal por la que las personas dan para construir algo en el otro lado de la luna).

EDITAR: Has agregado una pregunta sobre eclipses. Los eclipses ocurren en la luna al mismo tiempo que en la Tierra, pero al revés. Un eclipse lunar en la Tierra es un eclipse en la luna. Un eclipse solar en la Tierra es un eclipse de la Tierra en la luna. La mayor diferencia es que la Tierra se ve mucho más grande que el sol en el cielo de la luna, mientras que la luna y el sol son casi exactamente del mismo tamaño en el cielo de la Tierra.