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未来飞往月球或更遥远的宇宙飞船将受益于密歇根大学正在进行的高能计算机模拟,该模拟模拟了由火箭推进器驱动的着陆过程中产生的颗粒物造成的混乱。
 
 
在下降过程中,排气羽流化表面土壤和灰尘,形成陨石坑,并用粗糙的研磨颗粒冲击着陆器。杏3沐鸣招商主管这一行动提出了一系列可能危及着陆的变量。我们目前对这些数以百万计的互动的理解是基于某些情况下,40到50年前的数据。
 
密歇根大学机械工程助理教授杰西·卡佩塞拉特罗(Jesse Capecelatro)说:“设计阶段使用的大部分可用数据,包括即将到来的火星2020任务,都是基于阿波罗时代的数据。”
 
“着陆相关数据很难生成,因为你不能在地球上进行实验。当粒子接近超音速时,现有的数学模型在这些更极端的条件下就会失效。我们的团队正在开发新的数值算法来实现这样的模拟。”
 
卡佩拉特罗领导的团队开发了一种基于物理的模型,这种模型可以被纳入NASA使用的代码中,以帮助预测当宇宙飞船试图在离家数百万英里的地方着陆时会发生什么。
 
他专门研究“混乱的紊流”,并模拟由两相物质组成的流体的行为——在这种情况下,固体颗粒悬浮在气体中。
 
火星2020毅力号于7月30日从卡纳维拉尔角发射升空,预计将于2021年2月18日着陆。
 
阿波罗时代的着陆表明,受扰动的表面物质可以扩散到半英里远,不仅对着陆器本身,还会对邻近的飞行器或着陆点构成威胁。尽管在那之后的几年里取得了进展,但是着陆仍然充满了潜在的危险。
 
八年前,好奇号探测器上的一个风力传感器在登陆火星时损坏。2019年4月,以色列的太空着陆器“贝瑞谢特”(Beresheet)在距离着陆月球只有几分钟的时候通讯中断,导致着陆器坠毁。
 
随着NASA在阿尔忒弥斯项目下向新的载人任务迈进,这项工作变得更加重要。沐鸣娱乐平台招商单位人类的存在不仅增加了风险,还意味着更大的有效载荷,以及随后与地球表面相互作用的更强的尾气羽流。
 
大部分工作是在一个高性能计算集群Great Lakes上完成的。这使得研究团队可以同时将问题划分为数百个,甚至数千个处理器。因此,每个处理器只做一部分工作,只需要存储总数据的一小部分。
 
但即使是现在世界上最强大的计算机也只能解决这么多的交互作用。为了更进一步,Capecelatro使用模型——基于所有可用数据的最佳猜测——来进一步推动模拟。其目标是为NASA提供一个框架,以便更好地预测不同的设计将如何影响地面和着陆,并进行调整。
 
Capecelatro说:“现在最大的超级计算机可能可以处理一千个粒子,我们可以直接捕捉到所有的流物理。”因此,建立一个完整的、平方公里的着陆点是不可能的。
 
“我们的模拟提供了流动物理的基本见解,需要发展改进的数学模型,他们的代码需要模拟一个全面的着陆事件。”