Luna je morda najbližji spremljevalec Zemlje, vendar so razmere na površini teh dveh sosedov zelo različne. Za razliko od zemlje, ki vzdržuje zmerno temperaturo na večjem delu svoje površine, se luna giblje med močno vročino in močnim mrazom. Glavni razlog za te ekstremne temperaturne razlike je pomanjkanje atmosfere na Luni.
Razmere na Luni
Na brezzračni površini Lune so temperature v veliki meri odvisne od tega, ali določena točka leži na sončni svetlobi ali v senci. Območja površine s polno sončno svetlobo lahko dosežejo temperaturo okoli 121 stopinj Celzija ali 250 stopinj Celzija. Zasenčena območja in temna stran Lune se običajno spustijo do -157 stopinj Celzija ali -250 stopinj Fahrenheita. Lunini polovi se lahko še bolj ohladijo: Lunar Reconnaissance Orbiter je zaznal najnižje -238 stopinj Celzija (-396 stopinj Celzija) na južnega pola in -247 stopinj Celzija (-413 stopinj Fahrenheita) na severnem polu, temperature, ki se lahko ujemajo celo s površino Pluton.
Brez atmosfere
Razlog za to ekstremno temperaturno razliko je pomanjkanje atmosfere na Luni. Zemlja in luna prejemata podobne količine energije od sonca, toda v primeru zemlje atmosfera odbije in absorbira nekaj te toplote. Ko sončni žarki udarijo v molekule plina, ki obkrožajo planet, te molekule absorbirajo del energije in ga prenesite po celotnem ozračju, ogrevajoč cel planet namesto samo neposrednih območij sončna svetloba. Ta difuzija energije zmanjša najvišjo temperaturo in ker luna nima take zaščitne odeje, njene najvišje temperature pečejo.
Učinek tople grede
Vzdušje ujame tudi sončno energijo, v postopku, znanem kot učinek tople grede. Ko se sončna energija prebije skozi ozračje in udari po površju zemlje, se ta energija odbije od površine in nazaj proti vesolju. Podobno kot molekule plinov na svoji poti absorbirajo in ujamejo energijo, te molekule ujamejo in odsevajo energijo na poti, ohranjajo toploto planeta tudi na temni strani. Na Luni pa se vsaka energija, ki se odbije od površine, preprosto razprši v vakuum, zato se senčna območja površine izredno ohladijo.
Izzivi temperature
Ti temperaturni ekstremi, ki jih povzroča vakuum prostora, povzročajo nekatere velike pomisleke raziskovalcem vesolja, ki potrebujejo posebno opremo in tehnike, da se izognejo pregrevanju ali zmrzovanju. Na primer, vesoljska plovila Apollo so na poti do Lune uporabljala pasivno termično regulacijo, imenovano tudi "žarnica" - počasno vrtenje ladje na svoji osi, da se ohrani temperatura plovila izenačeno. Ko so se astronavti znašli na površini Lune, so se morali zanašati na težke vesoljske obleke z vgrajenimi sistemi za regulacijo temperature, da bi se izognili pregrevanju na sončni svetlobi ali zmrzovanju trdnih snovi v senci.