El Sistema de Imágenes por Emisión Térmica ( THEMA ) es una cámara a bordo del orbitador Mars Odyssey de 2001 . Toma imágenes de Marte en las partes visible e infrarroja del espectro electromagnético para determinar las propiedades térmicas de la superficie y refinar la distribución de minerales en la superficie de Marte según lo determinado por el espectrómetro de emisión térmica (TES). Además, ayuda a los científicos a comprender cómo se relaciona la mineralogía de Marte con sus accidentes geográficos y puede utilizarse para buscar puntos calientes térmicos en el subsuelo marciano.
THEMIS se gestiona desde las instalaciones de vuelo espacial a Marte de la Universidad Estatal de Arizona y fue construido por la división de teledetección de Santa Bárbara de Raytheon Technologies Corporation , un conglomerado multinacional estadounidense con sede en Waltham, Massachusetts . El instrumento lleva el nombre de Themis , la diosa de la justicia en la mitología griega antigua .
THEMIS detecta energía térmica infrarroja emitida por la superficie marciana en nueve longitudes de onda diferentes . Ocho de ellos tienen longitudes de onda de entre 6 y 13 micrómetros, una región ideal del espectro infrarrojo para determinar los patrones de energía térmica característicos de los minerales de silicato . La novena banda está a 14,9 micrómetros y se utiliza para monitorear la atmósfera marciana . La longitud de onda infrarroja más corta, de 6,78 micrómetros, se mide dos veces en dos bandas para mejorar la relación señal-ruido . THEMIS es, por tanto, un instrumento de 10 bandas que detecta nueve longitudes de onda diferentes [1].
El espectro de absorción medido por THEMIS contiene dos tipos de información: temperatura y emisividad . La contribución de la temperatura a la medición domina el espectro a menos que se corrijan los datos. En efecto, una imagen infrarroja de THEMIS tomada durante el día se parecerá mucho a un mapa en relieve sombreado , con las pendientes orientadas al sol brillantes (calientes) y las áreas sombreadas oscuras (frías). Sin embargo, en una imagen THEMIS tomada de noche se pueden deducir propiedades termofísicas de la superficie, como las diferencias de temperatura debidas al tamaño de grano de los materiales ( inercia térmica ).
El efecto de la temperatura se puede eliminar de los datos infrarrojos de THEMIS dividiendo la imagen por una curva de cuerpo negro . El patrón de energía resultante es un espectro de emisividad característico de los minerales específicos (u otras cosas) que se encuentran en la superficie. La presencia de minerales como carbonatos , silicatos , hidróxidos , sulfatos , sílice amorfa , óxidos y fosfatos se puede determinar a partir de mediciones de THEMIS.
En particular, este método multiespectral permite a los investigadores detectar la presencia de minerales que se forman en el agua y comprender esos minerales en su contexto geológico.
La cámara infrarroja THEMIS fue diseñada para usarse junto con datos del Espectrómetro de Emisión Térmica (TES), un instrumento similar en Mars Global Surveyor . Mientras THEMIS tiene una resolución espacial muy alta (100 m) con una resolución espectral baja de sólo 10 bandas entre 6 y 15 micrómetros, TES tiene una resolución espacial baja (3×6 km) con una resolución espectral muy alta de 143 bandas entre 5 y 15 micrómetros. 50 micrómetros.
El enfoque del instrumento proporciona datos sobre depósitos localizados asociados con volcanes, procesos hidrotermales y la alteración de minerales por agua superficial y/o subterránea.
El radiómetro espacial avanzado de emisión y reflexión térmica (ASTER), un instrumento en órbita terrestre instalado en la nave espacial Terra, ha utilizado un enfoque similar para mapear la distribución de minerales en la Tierra. Las variaciones en la imagen térmica infrarroja en falso color se deben a diferencias en los minerales que componen las rocas y el suelo.
THEMIS encontró una amplia gama de rocas y minerales ígneos. Algunas de las rocas eran basaltos con bajo contenido de sílice , dacita con alto contenido de sílice , basaltos de olivino , basaltos ultramáficos (picríticos) y rocas granitoides que contienen cuarzo. Los basaltos de olivino estaban presentes en una variedad de lugares, como en el suelo de los cráteres y en algunas capas de las paredes del cañón. El mineral olivino es importante porque es común en magmas más primitivos del manto y se desgasta rápidamente cuando hay humedad. Entonces, si hay olivino presente, el clima debe haber sido seco desde el momento en que estuvo expuesto el olivino. En los levantamientos centrales de los cráteres se encontraron rocas que contienen cuarzo . Las rocas en los levantamientos centrales [ se necesita aclaración ] probablemente alguna vez estuvieron enterradas a varios kilómetros bajo la superficie, pero surgieron debido al proceso de impacto. Las rocas de composición de dacita muestran que, dentro de las cámaras de magma, se produjo una cristalización fraccionada. [1] En este proceso, algunos minerales forman cristales y luego se depositan en el fondo de la cámara. Tener una variedad de rocas aumenta las posibilidades de que se encuentren algunos minerales útiles/valiosos en Marte.
THEMIS tiene una cámara de imágenes visibles que adquiere datos en cinco bandas espectrales, toma imágenes con una resolución espacial de 18 m (59') y puede resolver objetos del tamaño de un semirremolque . Esta resolución es intermedia entre las imágenes a gran escala de los Viking Orbiters (de 150 a 300 metros por píxel) y las imágenes de alta resolución de la Mars Orbiter Camera (MOC) a bordo del Mars Global Surveyor (de 1,5 a 3 metros por píxel). Las imágenes visibles de THEMIS suelen tener cerca de 20 km de ancho (12 millas). [2]
El propósito declarado de la cámara visible THEMIS es determinar el registro geológico de ambientes líquidos y volcánicos del pasado en Marte. Además, este conjunto de datos se puede utilizar junto con los datos infrarrojos para identificar posibles lugares de aterrizaje para futuras misiones a Marte.
El sistema de imágenes por emisión térmica pesa 11,2 kilogramos (24,7 libras), mide 54,5 x 37 x 28,6 cm (21,5 x 14,6 x 11,3 pulgadas) y funciona con 14 vatios de energía eléctrica.
