Systém zobrazování tepelných emisí - Thermal Emission Imaging System
Thermal Emission Imaging System ( THEMIS ) je kamera na palubě 2001 Mars Odyssey orbiter. Zobrazuje Mars ve viditelných a infračervených částech elektromagnetického spektra za účelem stanovení tepelných vlastností povrchu a upřesnění distribuce minerálů na povrchu Marsu, jak je stanoveno pomocí termálního emisního spektrometru (TES). Kromě toho pomáhá vědcům pochopit, jak se mineralogie Marsu vztahuje k jeho reliéfu, a lze jej použít k hledání tepelných hotspotů na marťanském podpovrchovém povrchu.
THEMIS je spravován z Mars Space Flight Facility na Arizona State University a byl postaven divizí Santa Barbara Remote Sensing společnosti Raytheon Technologies Corporation , amerického nadnárodního konglomerátu se sídlem ve Walthamu, Massachusetts . Nástroj je pojmenován po Themis , bohyni spravedlnosti ve starověké řecké mytologii .
Infračervená kamera
THEMIS detekuje tepelnou infračervenou energii vyzařovanou marťanským povrchem na devíti různých vlnových délkách . Osm z nich má vlnové délky mezi 6 a 13 mikrometry, což je ideální oblast infračerveného spektra pro určení vzorců tepelné energie charakteristických pro silikátové minerály . Deváté pásmo má 14,9 mikrometrů a slouží k monitorování atmosféry Marsu . Nejkratší infračervená vlnová délka, 6,78 mikrometrů, se měří dvakrát ve dvou pásmech, aby se zlepšil poměr signálu k šumu . THEMIS je tedy 10pásmový přístroj, který detekuje devět různých vlnových délek [1] .
Absorpční spektrum měřené THEMIS obsahuje dva druhy informací: teplotu a emisivitu . Přínos teploty k měření dominuje spektru, pokud nejsou data opravena. Ve skutečnosti bude infračervený snímek THEMIS pořízený během dne vypadat hodně jako stínovaná reliéfní mapa, přičemž svahy směřující ke slunci jsou jasné (horké) a stínované oblasti tmavé (studené). Na snímku THEMIS pořízeném v noci lze však odvodit termofyzikální vlastnosti povrchu, například teplotní rozdíly způsobené velikostí zrn materiálů ( tepelná setrvačnost ).
Vliv teploty lze z infračervených dat THEMIS odstranit vydělením obrazu křivkou černého tělesa . Výsledný energetický vzorec je spektrum emisivity charakteristické pro konkrétní minerály (nebo jiné věci) nacházející se na povrchu. Přítomnost minerálů, jako jsou uhličitany , křemičitany , hydroxidy , sírany , amorfní oxid křemičitý , oxidy a fosfáty, lze určit z měření THEMIS.
Tato multispektrální metoda zejména umožňuje vědcům detekovat přítomnost minerálů, které se tvoří ve vodě, a porozumět těmto minerálům v jejich geologickém kontextu.
Infračervená kamera THEMIS byla navržena pro použití ve spojení s daty z termálního emisního spektrometru (TES), podobného přístroje na Mars Global Surveyor . Zatímco THEMIS má velmi vysoké prostorové rozlišení (100 m) s nízkým spektrálním rozlišením pouze 10 pásem mezi 6 a 15 mikrometry, TES má nízké prostorové rozlišení (3 × 6 km) s velmi vysokým spektrálním rozlišením 143 pásem mezi 5 a 50 mikrometrů.
Přístup nástroje poskytuje údaje o lokalizovaných ložiscích spojených se sopkami, hydrotermálních procesech a změně minerálů povrchovou a/nebo podpovrchovou vodou.
Advanced Spaceborne Thermal Emission a Reflection Radiometer (ASTER), pozemská obíhající nástroj na Terra kosmické lodi, použil podobný přístup k mapování rozložení minerálů na Zemi. Variace v termálním infračerveném obrazu nepravých barev jsou způsobeny rozdíly v minerálech, které tvoří horniny a půdu.
Objev různých skal
THEMIS našel širokou škálu vyvřelých hornin a minerálů. Některé z horniny s nízkou oxidu křemičitého čediče , vysoce křemičitý dacite , olivín čediče, ultramafic (picritic) čediče a křemene nesoucí granitoidů. Olivové čediče byly přítomny na různých místech, například na podlahách kráterů a v některých vrstvách stěn kaňonu. Minerál olivín je důležitý, protože je běžný u primitivnějších magmatů z pláště a rychle vlhne, když je přítomna vlhkost. Pokud je tedy přítomen olivín, muselo být klima suché od doby, kdy byl olivín vystaven. V centrálních svazích kráterů byly nalezeny kameny nesoucí křemen . Skály v centrálních svazích byly pravděpodobně kdysi pohřbeny několik kilometrů pod povrchem, ale byly zvýšeny procesem nárazu. Skály dacitového složení ukazují, že v magmatických komorách došlo k frakční krystalizaci. V tomto procesu některé minerály vytvářejí krystaly a poté se usazují na dně komory. Různé horniny zvyšují šance, že na Marsu lze najít nějaké užitečné/cenné minerály.
Viditelná kamera
THEMIS má kameru s viditelným obrazem, která získává data v pěti spektrálních pásmech, pořizuje snímky s prostorovým rozlišením 18 m (59 ') a dokáže rozlišovat objekty o velikosti návěsu . Toto rozlišení je přechodem mezi velkoplošnými snímky z Viking Orbiters (150 až 300 metrů na pixel) a snímky s vysokým rozlišením z Mars Orbiter Camera (MOC) na palubě Mars Global Surveyor (1,5 až 3 metry na pixel). Viditelné obrázky z THEMIS jsou obvykle široké přibližně 20 km (12 mil).
Účelem viditelné kamery THEMIS je určit geologický záznam minulých kapalných a sopečných prostředí na Marsu. Tuto datovou sadu lze navíc použít ve spojení s infračervenými daty k identifikaci potenciálních míst přistání pro budoucí mise na Mars.
Obrázky ze čtyřúhelníku Oxia Palus
Eroze vytvořila obrovské jámy se strmými stěnami. Obrázek z Mars Odyssey THEMIS .
Eos Chasma s Mensou, plochý výběžek s hranami podobnými útesům, jak je vidí THEMIS. Na mnoha místech jsou patrné skalní vrstvy.
Eroze v Aram Chaosu , jak ji vidí THEMIS .
Bloky v Aramu ukazující možný zdroj vody, jak ho vidí THEMIS .
Funkce eroze v Ares Vallis , jak je vidí THEMIS
Obrázky z Copratesova čtyřúhelníku
Nirgal Vallis, který běží ve dvou čtyřúhelnících, má funkce, které vypadají jako ty, které způsobil sapping . Snímek pořízen s THEMIS .
Falešný barevný obrázek Candor Chasma ukazující umístění ložisek hydratovaného síranu , jak je vidí THEMIS. Červené barvy ukazují skalnatá místa. Zelené a modré barvy ukazují písečné a prašné oblasti.
Melas Chasma , jak ho vidí THEMIS. Kliknutím na obrázek zobrazíte vztah Melase k dalším funkcím.
Cliff in Candor Chasma Plateau, jak ho vidí THEMIS. Kliknutím na obrázek zobrazíte vztah k dalším funkcím čtyřúhelníku Coprates.
Útes v severní stěně Gangy Chasma , jak ho vidí THEMIS. Kliknutím na obrázek zobrazíte vztah k dalším funkcím čtyřúhelníku Coprates.
Kanály západně od Echus Chasma. Jemný vzorec rozvětvených koryt potoků byl pravděpodobně vytvořen z vody pohybující se po povrchu.
Dendritické kanály na mesa Echus Chasma. Obrázek je široký 20 mil. Obrázek je v Copratesově čtyřúhelníku .
Rozvětvené kanály na podlaze Melas Chasma. Obrázek je v Copratesově čtyřúhelníku .
Obrázky ze čtyřúhelníku Lunae Palus
Labeatis Fossae , jak ho vidí THEMIS.
Detailní pohled na Labeatis Fossae, jak ho vidí THEMIS.
Nanedi Valles , jak ho vidí THEMIS.
Detail Nanedi Valles, jak ho vidí THEMIS.
Obrázky ze čtyřúhelníku Margaritifer Sinus
Obrovské kaňony v chaosu Aureum . Vpusti jsou na této zeměpisné šířce vzácné. Snímek pořídil THEMIS.
Aureum Chaos, jak je vidět z Themis.
Iani Chaos , jak ho vidí THEMIS. Písek z erodujících mesů pokrývá jasnější podlahový materiál. Kliknutím na obrázek zobrazíte vztah Iani Chaos k dalším místním funkcím.
Detail kanálů na okraji kráteru Holden, jak je vidí THEMIS. Kliknutím na obrázek zobrazíte další podrobnosti.
Obrázky ze čtyřúhelníku Phoenicis Lacus
Hřebeny na straně velké sopky Arsia Mons mohou být morény spadlé ledovcovou aktivitou
Arsia Mons ukazuje svou pozici mezi ostatními sopkami, jak je vidí THEMIS.
Oti Fossae, jak ho vidí THEMIS. Tyto paralelní grabeny se nacházejí na severovýchodní straně Arsia Mons; jsou v souladu s trendem SV/JZ tří vulkánů v Tharsis.
Oti Fossae, jak ho vidí THEMIS. Tyto paralelní grabeny se nacházejí na severovýchodní straně Arsia Mons; jsou v souladu s trendem SV/JZ tří vulkánů v Tharsis.
Obrázky ze čtyřúhelníku Hellas
Funkce odvodnění v Reull Vallis , jak je vidí THEMIS . Kliknutím na obrázek zobrazíte vztah Reull Vallis k dalším funkcím.
Reull Vallis s liniovou podlahových vkladů, jak je vidí THEMIS. Kliknutím na obrázek zobrazíte vztah k dalším funkcím.
Vrstvy v Reull Vallis , jak je vidí THEMIS.
Obrázky ze čtyřúhelníku Memnonia
Mangala Vallis s efektivním ostrovem, jak ho vidí THEMIS .
Minio Vallis , jak ho vidí THEMIS. Minio Vallis je malý říční kanál poblíž mnohem většího Mangala Vallis .
Sabis Vallis , jak ho vidí THEMIS. Malé kanály se spojují a tvoří Sabis Vallis.
Detailní záběr na Paduse Vallise, jak ho vidí THEMIS.
Další obrázky z THEMIS
Ulysses Patera v čtyřúhelníku Tharsis , ukazující jeho polohu ve vztahu k jiným sopkám, jak je vidí THEMIS .
Cerberus Fossae, jak je patrné z THEMIS. Obrázek z Elysium čtyřúhelníku .
Semeykin Crater Drainage, jak ho vidí THEMIS . Kliknutím na obrázek zobrazíte podrobnosti o krásném drenážním systému. Obrázek ze čtyřúhelníku Ismenius Lacus .
Tader Valles , jak ho vidí THEMIS . Hladký materiál v kanálech může být plášť ve formě špinavého sněhu. Tader Valles je v čtyřúhelníku Phaethontis .
Kráter Bopolu
Kontext pro obrázek
Kráter Bopolu, Mars
Specifikace
Thermal Emission Imaging System váží 11,2 kilogramu (24,7 lb), má rozměry 54,5 x 37 x 28,6 cm (21,5 x 14,6 x 11,3 palce) a pracuje na 14 W elektrické energie.
Viz také
- Mars Student Imaging Project (MSIP)
Reference
externí odkazy
- Specifikace THEMIS
- Pracoviště nástroje THEMIS na Arizonské státní univerzitě
- Prohledávatelná databáze dat THEMIS včetně podrobných informací o jednotlivých pozorováních
- Veřejná datová vydání dat THEMIS
- Mapy obrazů Marsu včetně THEMIS, MOC, HiRISE, CTX, HRSC a Viking