El Sistema de Imágenes por Emisión Térmica ( THEMIS , por sus siglas en inglés) es una cámara a bordo del orbitador Mars Odyssey 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, por sus siglas en inglés). Además, ayuda a los científicos a comprender cómo se relaciona la mineralogía de Marte con sus formas terrestres y se puede utilizar para buscar puntos calientes térmicos en el subsuelo marciano.
THEMIS se gestiona desde la instalación de vuelo espacial en 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 recibe su nombre de Themis , la diosa de la justicia en la mitología griega antigua .
THEMIS detecta la energía infrarroja térmica emitida por la superficie marciana en nueve longitudes de onda diferentes . Ocho de ellas tienen longitudes de onda entre 6 y 13 micrómetros, una región ideal del espectro infrarrojo para determinar 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, a 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 de relieve sombreado , con las pendientes orientadas hacia el sol siendo brillantes (calientes) y las áreas sombreadas siendo oscuras (frías). Sin embargo, en una imagen de THEMIS tomada de noche, se pueden inferir propiedades termofísicas de la superficie, como las diferencias de temperatura debido 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 las 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 ser utilizada en conjunto con los datos del Espectrómetro de Emisión Térmica (TES), un instrumento similar en Mars Global Surveyor . Mientras que THEMIS tiene una resolución espacial muy alta (100 m) con una resolución espectral baja de solo 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 50 micrómetros.
El enfoque del instrumento proporciona datos sobre depósitos localizados asociados con volcanes, procesos hidrotermales y la alteración de minerales por aguas superficiales y/o subterráneas.
El radiómetro espacial avanzado de emisión y reflexión térmica (ASTER), un instrumento que orbita la Tierra a bordo de la nave espacial Terra, ha utilizado un enfoque similar para cartografiar la distribución de minerales en la Tierra. Las variaciones en la imagen infrarroja térmica en falso color se deben a diferencias en los minerales que componen las rocas y el suelo.
THEMIS encontró una amplia gama de rocas ígneas y minerales. 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 con cuarzo. Los basaltos de olivino estaban presentes en una variedad de lugares, como en los suelos de los cráteres y en algunas capas de las paredes de los cañones. El mineral olivino es importante porque es común en los magmas más primitivos del manto y se erosiona rápidamente cuando hay humedad. Por lo tanto, si el olivino está presente, el clima debe haber sido seco desde el momento en que el olivino quedó expuesto. Se encontraron rocas con cuarzo en las elevaciones centrales de los cráteres. Las rocas en las elevaciones centrales [ aclaración necesaria ] probablemente estuvieron enterradas varios kilómetros debajo de la superficie, pero se levantaron por el 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 que luego se depositan en el fondo de la cámara. Tener una variedad de rocas aumenta las posibilidades de encontrar algunos minerales útiles y 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 orbitadores Viking (150 a 300 metros por píxel) y las imágenes de alta resolución de la Mars Orbiter Camera (MOC) a bordo de Mars Global Surveyor (1,5 a 3 metros por píxel). Las imágenes visibles de THEMIS suelen tener cerca de 20 km de ancho (12 millas). [2]
El objetivo declarado de la cámara visible THEMIS es determinar el registro geológico de los entornos 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.
