Süper bilgisayarlardan rüzgar tünellerine: NASA'nın Artemis II'ye giden yolu

Başarılı Artemis misyonlarına yol açan birçok yoldan biri, Superchips adı verilen yüksek teknolojili bilgi işlem yongaları ile döşenmiştir. Yol boyunca, NASA Rüzgar Tüneli Mühendisleri, Veri Görselleştirme Bilimcileri ve Yazılım Geliştiricileri arasındaki ortaklık, yaklaşan Artemis II misyonu için NASA'nın SLS (Uzay Başlatma Sistemi) roketini geliştirmek için hızlı ve uygun maliyetli bir çözüm doğruladı. Bu, SLS Rocket ve Orion Spacecraft'ın ayın yaklaşık 10 günlük bir yolculuğunda ilk mürettebat uçuşu olacak.

Üst düzey bilgi işlem kaynakları arasında yüksek hızlı bir ağ bağlantısı NASA Gelişmiş süper bilgisayar tesis ve Üniter plan rüzgar tüneliHer ikisi de NASA'nın Silikon Vadisi'ndeki NASA'nın Ames Araştırma Merkezi'nde bulunan bir işbirliğinin roketi geliştirmesini sağlıyor. Artemis II misyon. Artemis I Test uçuşu sırasında, SLS roketi, boşluk arasındaki kararsız hava akışının neden olduğu katı roket güçlendirici takma noktalarının yakınındaki beklenenden daha yüksek titreşimler yaşadı.

Artemis II için önerilen bir çözüm dört strake eklemekti. Strake, kararsız hava akışını ve stabilitesini artırmak için uçaklarda yaygın olarak kullanılan ince, yüzgeç benzeri bir yapıdır. Bunları çekirdek aşamaya eklemek, bileşenlerin titreşimini en aza indirir.

Strake çözeltisi, NASA mühendislerinin SLS modellerine kararsız bir basınca duyarlı boya (UPSP) tekniği uyguladığı üniter plan rüzgar tünelindeki önceki testlerden geliyor. Boya, hava ve uzay aracındaki aerodinamik basınçlarda zaman içinde değişiklikleri ölçer.

Test modellerine püskürtülür ve yüksek hızlı kameralar, modeldeki yerel basınç dalgalanmalarına karşılık gelen boyanın dalgalanan parlaklığının videosunu yakalar. SLS modelinin geniş alanlarında basınçta hızlı değişiklikleri yakalamak, mühendislerin hızlı değişen ortamı anlamalarına yardımcı olur. Veriler, yüksek hızlı bir ağ bağlantısı aracılığıyla NASA Gelişmiş Süper Bilişim Tesisine aktarılır.

“Bu teknik, rüzgar tünel verilerini her zamankinden daha ince ayrıntılarla görmemize izin veriyor. Bu ekstra netlikle, mühendisler roketlerin ve uzay aracının strese nasıl tepki verdiklerine dair daha doğru modeller yaratabilir, daha güçlü, daha güvenli ve daha verimli yapılar tasarlamaya yardımcı olabilirler” dedi.

Strakes ile SLS yapılandırması için, rüzgar tüneli ekibi boyayı roketin ölçekli bir modeline uyguladı. Kamera verileri süper bilgisayar tesisine aktarıldıktan sonra, bir görselleştirme ve veri analizi uzmanları ekibi sonuçları gösterdi. hiperwall görselleştirme sistemiSLS ekibine, strakların aracın performansı üzerindeki etkisine benzeri görülmemiş bir bakış sunuyor. Takımlar boya verileriyle etkileşim kurabildi ve analiz edebildi.

NASA'nın Kevin Murphy, “NASA'nın Ames'teki benzersiz tesislerle eşleştirilen üst düzey bilgi işlem yeteneği ve tesisleri, zaman çizelgelerini kısaltarak, maliyetleri azaltarak ve tasarımları güvenli insan uzay uçuşunu doğrudan destekleyecek şekilde güçlendirerek üretkenliği artırma yeteneğini sağlıyor” dedi. Baş Bilim Veri Görevlisi ve Washington'daki NASA genel merkezinde ajansın üst düzey bilgi işlem yeteneği portföyü için lider. “Artemis II'nin lansmana hazır olmasını sağlamak için bu özelliği aktif olarak kullanıyoruz.”

Üniter Plan Rüzgar Tüneli ve NASA Gelişmiş Süper Bilişim Tesisi arasındaki yüksek hızlı bağlantıdan yararlanmak, tipik veri işleme süresini haftalardan sadece saatlere indirir.

Yıllarca, NASA ilerleyen Supercomputing Division'ın şirket içi lansmanı, yükseltme ve araç aerodinamiği yazılımı, çeşitli SLS araç konfigürasyonlarının tasarlanmasında ve onaylanmasında rol oynamaya yardımcı oldu.

UPSP çalışmalarına öncülük eden NASA Ames'teki Havacılık ve Uzay Mühendisliği Şubesi'nde bir havacılık mühendisliği araştırmacısı Lara Lash, “Hyperwall ve görselleştirme ekibi ile çalışabilmek, yüz yüze, verilerle hızlı bir şekilde katılım sağlar ve işleme neredeyse zamana yakın değişiklikler yapabiliriz” dedi.

Bu kez, NASA Advanced Supercomputing araştırmacıları, ajansın 350 NVIDIA Superchip düğümü içeren en büyük GPU tabanlı bilgi işlem kümesi olan CABEUS SuperComputer'ı kullandı. Süper bilgisayar, germe ilavesinin altında yatan fiziği açıklamaya yardımcı olan ve rüzgar tüneli kameralarının ve sensörlerinin ulaşamadığı alanlar arasındaki boşlukları dolduran bir dizi karmaşık hesaplama akışkan dinamik simülasyonu üretti.

Bu gerçekten birden fazla takımda ortak bir çabaydı.

Marshall'daki SLS için germe uygulama çabasını yöneten Kristin Morgan, “Strake çözümünün güzelliği, kararsız aerodinamiği ve intertanktaki bileşenlerin ilişkili titreşim seviyelerini iyileştirmek için gerililer ekleyebilmemizdir” dedi.

Boeing'den bir ekip şu anda Florida'daki NASA'nın Kennedy Uzay Merkezi'ndeki Roket'e Strakes'i kuruyor ve Ekim 2025'te kurulumu tamamlamayı hedefliyor.

Artemis aracılığıyla NASA, bilimsel keşif, ekonomik faydalar için ayı keşfetmek için astronotları gönderecek ve Mars'a ilk mürettebat görevlerinin temelini oluşturacak.

Artemis hakkında daha fazla bilgi edinmek için:

https://www.nasa.gov/artemis

Jonathan anlaşması
Marshall Uzay Uçuş Merkezi, Huntsville, Ala.
256.544.0034
[email protected]