Када дође време да НАСА пошаље астронауте на Месец и на Марс, у игру ће ступити бројни нови свемирски системи. Ту се убраја свемирски систем за лансирање (СЛС), најмоћнија ракета икад направљена, и вишенаменско возило Орион (МПЦВ) - свемирска летелица нове генерације која ће превозити посаде изван Земљине орбите (ЛЕО).
Наравно, пре него што било који од ових система може извршити мисије, потребно је обавити опсежно тестирање како би се осигурало да су безбедни и да ће функционисати добро. У том духу, научници НАСА Адванцед Супер Цомпутинг (НАС) тренутно проводе високо детаљне симулације и визуализације како би осигурали да ће летјелица брода Орион „Лаунцх Аборт Вехицле“ (ЛАВ) држати посаде на сигурном, уколико дође до хитне ситуације приликом полијетања.
У основи, ЛАВ је комбинована конфигурација система Орион Лаунцх Аборт Систем (ЛАС) и модула посаде, а осмишљен је тако да посаду обезбеди на безбедности ако се догоди хитно стање на лансирној плочи или током прве две минуте лета. Ове технике симулације и визуелизације, које су спроведене са суперкомпјутером Плејаде у НАСА-овом истраживачком центру, предвиђају како ће вибрације утицати на покретање абортусовог свемирског брода током полетања.
Ови тестови не само што помажу у дизајнерским напорима мотора Орион ЛАВ (колаборационистички напор између НАСА-е и премијера Ориона-овог извођача фирме Лоцкхеед Мартин), већ су и прилично невиђени што се тиче развоја свемирских летелица. Како је објаснио Францоис Цадиеук, научник за истраживање из НАС-ове подружнице Цомпутатионал Аеросциенцес,:
„Ово је једно од првих случајева где су у НАСА-ини свеобухватним анализама и дизајнирању свемирских летелица коришћене велике технике вртложне симулације (ЛЕС). Узбуђен сам што ћу учествовати у следећем великом пројекту истраживања свемира у човеку - овај рад доводи ЛЕС до тачке у којој може да пружи тачне прогнозе у довољно кратком року за вођство Орионовог дизајна. "
Раније је употреба таквих висококвалитетних алата углавном ограничена на академска истраживања, а не нешто што приватни произвођачи могу искористити. Заједно с Мицхаелом Барадом - инжењером аеро-свемира у Амес истраживачком центру - Цадиеук је произвео разне симулације рачунарске динамике течности (ЦФД) које решавају турбуленције коришћењем НАС-овог софтвера Лаунцх Асцент анд Вехицле Аеродинамицс (ЛАВА).
Помогли су им стручњаци за визуализацију НАС-а, који су истраживачима помогли да идентификују различите врсте вртлога који могу проузроковати буку и вибрације. Користећи ове податке симулације, стручњаци за визуализацију створили су низ висококвалитетних слика и филмова који су илустровали какву ће динамику протока Орион ЛАС доживети током лансирања. Као што је Цадиеук објаснио:
„Из ових визуализација успели смо да идентификујемо подручја високог вибрацијског оптерећења на возилу и њихове изворе. Оно што смо научили је да је бука која долази од турбуленције пљуска знатно већа од било које буке настале његовом интеракцијом са прикљученим ударним таласима. "
Доњи видео приказује симулацију сценарија прекида успона, где се ЛАС одвојио од СЛС-а и путује брзином звука. Прекидни поступак започиње паљењем ЛАС мотора, а затим успорава како услови притиска и протока ваздуха постају посебно оштри.
Обојени плинови означавају висок притисак (црвени) и низак притисак (плави), при чему се пиксели мењају од плаве до црвене (и обрнуто) у односу на таласне притиске који изазивају вибрације на возилу (беле). Региони у којима се боја нагло мења, али углавном остаје плава или црвена током времена, указује на присуство ударних таласа. На крају, ове симулације директно утичу на дизајн свемирске летјелице и помоћи ће у осигуравању сигурности астронаута и перформанси свемирских летелица.
"И даље постављамо пуно питања", рекао је Кадије. „Као, како се оптерећења на површини ЛАВ-а мењају под већим угловима напада? Како да најбоље искористимо податке тестова ветро тунела да предвидимо оптерећења за стварне услове лета где возило убрзава? "
Одговори на ова питања биће искоришћени за дизајнирање следеће серије земаљских тестова, модела за испитивање посаде и критичних тестова лета, који ће припремити свемирску летјелицу Орион за прву посаду мисије - Екплоратион Миссион 2 (ЕМ-2). Ова мисија, која би требало да буде покренута до 2023. године, састојат ће се од четири члана посаде који ће вршити лунарни лет и доставити прве компоненте за Дееп Спаце Гатеваи.
Обавезно погледајте и симулациони видео, љубазношћу НАСА-овог истраживачког центра Амес:
