蒋华 砺道智库 2023-11-21 11:01 发表于北京

美国NASA的超级计算机正在帮助重建阿波罗着陆器的效果，以帮助规划阿尔忒弥斯任务。

NASA位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心的研究人员对阿波罗12号着陆器发动机羽流与月球表面相互作用进行了模拟。该动画描绘了发动机关闭前的最后半分钟下降，显示了羽流在平坦计算表面上施加的预测力。称为剪切应力，它是施加在设定区域上的侧向或侧向力的大小，它是流体流过表面时侵蚀的主要原因。此处，波动的径向图案显示了预测的剪切应力的强度。

这对NASA来说尤其是一个问题，因为它继续计划在阿耳忒弥斯计划期间宇航员可能在2025年返回地球卫星。将人类送上月球表面的登陆艇将比其前辈阿波罗登陆艇强大得多，因此绝对有必要针对字面意义和象征意义的影响进行规划。为此，位于阿拉巴马州亨茨维尔马歇尔太空飞行中心的NASA研究人员正在依靠该机构的Pleiades超级计算机来帮助模拟之前的登月活动，特别是来自阿波罗12号的未解释信息。

正如NASA本周早些时候详细介绍的那样，一个由计算机工程师和流体动力学专家组成的团队最近设计了一个程序，能够准确地重现阿波罗12号的羽流与表面相互作用(PSI)，即着陆喷气机和月球地形之间的相互作用。据该机构称，Pleiades超级计算机在几周的模拟过程中生成了数TB的数据，这将有助于预测NASA人类着陆系统、商业月球有效载荷服务，甚至未来潜在的火星着陆器的PSI场景。

然而，为了在“当今的计算资源”上最有效地运行，模拟仅考虑一到三个潜在的颗粒尺寸和形状。

发动机关闭前下降的最后半分钟的近似值特别包括剪切应力或影响表面区域侵蚀水平的侧向力的描述。在剪辑中，低剪切应力以深紫色表示，而较高剪切应力区域以黄色显示。

展望未来，该团队打算优化该工具的源代码，同时集成更多的计算资源。此类升级将允许更好、更高保真度的模拟，以微调阿耳忒弥斯着陆程序，并可能规划远离月球表面的着陆任务。