Lois de Cassini

Inclinaison orbitale et rotation de la Lune

1. « La Lune tourne sur elle-même, dans le sens direct, d’un mouvement uniforme autour d’un axe dont les pôles sont fixes à sa surface ; la durée de la rotation, 27j 7h 43m 11,5s est identique à la révolution sidérale de la Lune autour de la Terre[4] ;
2. l’axe de rotation fait un angle constant avec l’écliptique ; cet angle est de 88˚ 25’ ;
3. l’axe de l’écliptique, l’axe de l’orbite de la Lune et son axe de rotation sont constamment dans un même plan[1]. »

L'axe de rotation de la Lune fait un angle de 1,54 degré avec le pôle de l'écliptique. La normale[5] au plan orbital est orientée du côté opposé à l'axe de rotation par rapport à la normale à l'écliptique, d'un angle de 5,14° (en moyenne, car l'inclinaison oscille légèrement). Les axes orbital et de rotation font donc un angle (à peu près) constant de 6,68°.

Par conséquent, la normale au plan orbital et celle à l'axe de rotation ont la même période de précession par rapport au pôle de l'écliptique ; cette période est de 18,6 années et le mouvement est rétrograde.

On dit d'un système qui obéit aux lois de Cassini qu'il est dans un « état de Cassini », c'est-à-dire que l'axe de rotation, la normale à l'orbite et la normale au plan de Laplace sont coplanaires, tandis que l'obliquité demeure constante[2] - [3] - [6]. Le plan de Laplace est défini comme le plan autour duquel l'orbite d'un satellite ou d'une planète ont une précession avec une inclinaison constante.

• Paul Brouzeng et Suzanne Débarbat, Sur les traces des Cassini : astronomes et observatoires du sud de la France, Éditions du CTHS, 2001, 360 p.
• Jean-Dominique Cassini, De l’origine et du progrès de l’astronomie, et de son usage dans la géographie et dans la navigation, 1693
• (en) William M. Kaula (en), Introduction to planetary physics : the terrestrial planets, 1968
• (en) Donald H. Eckhardt, « Theory of the Libration of the Moon », Springer Netherlands, vol. 25,‎ 1981, p. 3–49 (DOI 10.1007/BF00911807, Bibcode 1981M&P....25....3E)
• Nicolas Rambaux, « La rotation de la Lune et les lois de Cassini dans le système solaire » — Présentation d'introduction