La cámara de simulación de MARTE, posee tres sistemas de cambio de temperatura independientes. El primero lo forman los anillos de refrigeración ambiental del interior de la cámara atmosférica, el segundo el sistema de control de temperatura del portamuestras y el tercero la parte exterior de la cámara atmosférica. La principal diferencia está en el método de enfriamiento.

Anillos de refrigeración ambiental: se trata de dos anillos de acero inoxidable con un volumen interior de 2,5 litros cada uno. Cada anillo se encuentra conectado con el exterior mediante unos pasamuros que permiten inundar de nitrógeno líquido el volumen interior. Los anillos se encuentran separados 1cm del interior de la cámara de vacío, para atenuar la conducción térmica desde la pared de la cámara de vacío. El método de llenado y control se realiza a través de un dewar que está situado a 1m sobre la tapa superior de la cámara de vacío y por tanto actúa mediante presión gravitatoria. A la salida de este dewar, después de una válvula de bola, se encuentra una T, que permite llenar en paralelo los dos anillos refrigeradores. La salida de ambos anillos se encuentra unida, y es conducida de retorno al dewar de repositorio principal. El control de llenado del dewar, se realiza mediante el paso programado de una electroválvula, que está conectado a otro dewar autopresurizable de almacenamiento general de 120l. En este sistema la principal ventaja es la de poder dejar el sistema de manera auto controlada, siendo el gasto de nitrógeno líquido mínimo si se mantiene la cámara en vacío y los conductos que unen el dewar con los pasamuros perfectamente aislados. Una vez que los anillos están completamente llenos de nitrógeno, el gasto es mínimo, además de asegurar un homogéneo llenado de nitrógeno sin la formación de burbujas de oxígeno en el interior de los anillos, ya que estas escapan por el circuito de retorno, llegando a la retroalimentación del dewar principal y escapando por la ranura que deja la tapa con el cuerpo del dewar. La monitorización de la temperatura de los anillos interiores se realiza mediante dos termopares tipo K, cada uno situado en un anillo de refrigeración.

Portamuestras: Permite enfriar la muestra a temperatura del Nitrógeno líquido 77K, en realidad podemos controlar la temperatura en el rango [-190ºC < T < 150ºC]. El paso del Nitrógeno líquido desde el Dewar al portamuestras se realiza a través de un pasamuros de nitrógeno líquido. En el interior unos conductos flexibles de teflón conducen el nitrógeno líquido hasta el portamuestras, en cuyo interior se encuentra el serpentín interior del bloque de acero del portamuestras. Entre este bloque de acero y la superficie final de cobre se encuentra el circuito resistivo formado por una resistencia de 280W. El circuito resistivo se encuentra en la interfase que hay entre los dos elementos. Este circuito resistivo está formado por una única resistencia de tipo Thermocoax®. La parte superior de la placa de cobre se encuentra taladrada por orificios M4 separados 25mm entre sí, similar a la geometría de las mesas ópticas. Todo este bloque se encuentra suspendido mediante cuatro tornillos en M12, que permiten ajustar la altura de todo el conjunto portamuestras. Situado en la superficie de cobre y pegados a la misma mediante tornillos, se encuentran situados tres tipos de sensores, cada uno para rangos de temperaturas y rapidez de respuesta distintos. Cinco termopares tipo K, Pt100 [-50ºC, +200ºC], Pt100 [-200ºC, +800ºC]. El control de la temperatura se efectúa por un controlador tipo PID de Watlow®, que permite enviar potencia de manera proporcional a la resistencia eléctrica y de abrir la electroválvula de manera controlada en el tiempo, para permitir el paso de nitrógeno líquido.

Intercambiador de calor exterior: En la pared externa de la cámara de vacío se instala alrededor de la misma, una tubería de cobre de 8mm de diámetro interior. Esta tubería se engancha a dos posibles configuraciones. La primera configuración posible, permite que la parte superior del intercambiador de calor exterior, se conecte con la salida de nitrógeno líquido del portamuestras. Esta conexión tiene sentido cuando se está bajando la temperatura del portamuestras. Es decir se reutiliza la expulsión de gas o líquido desde el portamuestras. Esta configuración tiene sentido, cuando, queremos que la temperatura del portamuestras se encuentre próxima a los 77K La segunda configuración es similar al intercambio de calor mediante gas, en este caso se engancha con un intercambiador de calor externo, que permite circular un flujo de 0.2bar de nitrógeno enfriado por nitrógeno líquido a través de todo el intercambiador. Sobre la superficie externa de la cámara atmosférica además tenemos instalados dos termopares tipo K, y un circuito calefactor, formado por dos resistencias de horneo, cuya longitud final es de 6 metros y cuya potencia es de 300W. Este circuito calefactor está controlado en potencia por un transformador variable (0V < Vac < 220V). Controlando la válvula a la salida del intercambiador de calor y el voltaje de las cintas calentadoras, podemos controlar la temperatura de la superficie exterior de la cámara atmosférica.

Con el sistema descrito, se pretende controlar la temperatura atmosférica en el interior de la cámara de vacío MARTE. Para ello, son necesarias ciertas condiciones ambientales. En el caso de Marte, se trabaja con una presión en torno a los 10mbar y una composición de gases que en un 95% es CO2, y el restante 5%, está compuesto por H2O, N y Ar. El CO2 es un mal transmisor térmico, lo que dificulta la homogeneidad de temperatura en el interior de la cámara de vacío, pudiendo llegar a condensarse CO2, en las paredes frías refrigeradas por nitrógeno líquido, por lo que enfriar una atmósfera requiere no solo un control de la temperatura, sino también una sincronización con la presión, y la concentración y composición de gases de la atmósfera, que nos permita en todo momento mantener la composición original de la atmósfera.