نقش ابررایانههای ناسا در پیشبرد علم و اکتشافات فضایی

نقش ابررایانههای ناسا در پیشبرد علم و اکتشافات فضایی, ابررایانهها در ناسا نقش محوری در پیشبرد مأموریتهای علمی و توسعه درک ما از جهان بازی میکنند. از تحلیل دادههای زمینمحور تا مدلسازی پدیدههای کیهانی، این ماشینهای قدرتمند پایه تحقیقات پیشرفته آژانس فضایی آمریکا را تشکیل میدهند. نمایش نتایج این محاسبات در کنفرانس بینالمللی، یادآور تأثیر عمیق محاسبههای سطح بالا بر علم مدرن است.

شبیهسازی محیط پرتاب برای مأموریت آرتمیس ۲ مهندسان مرکز ایمز ناسا با بهرهگیری از ابررایانه آیتکن، شرایط پیچیده پرتاب موشک نظام پرتاب فضایی (SLS) و فضاپیما اوریون را برای مأموریت آرتمیس ۲ مدلسازی کردهاند. این مأموریت که نخستین پرواز سرنشین به منظومه آرت است، نیازمند اطمینان از ایمنی پرتاب است.

نموده و فشارهای مکانیکی بر روی سکوی پرتاب را افزایش دهند.

این یافتنها، مبنای بازطراحی منحرفکننده شعله و سکوی متحرک در مرکز فضایی کندی برای پرتاب سال ۲۰۲۵ قرار گرفته است. حجم دادههای تولیدشده در این فرآیند به حدود ۴۰۰ ترابایت رسیده است. بهینهسازی آیرودینامیک هواپیماهای تجاری به منظور افزایش کارایی و کاهش اثرهای زیستمحیطی هواپیمایی، تیمهای تحقیق ناسا در حال بازطراحی اجزای ساختاری هواپیماها شامل بالها و بدنهها هستند.

وجود و مفهومی را ارزیابی کنند. نتایج حاکی از امکان کاهش ۴ درصدی مقاومت هوا در هواپیماهای تجاری فعلی است، که یت سوخت را به طرز قابلتوجهی بهبود میبخشد.

انقلاب در پیشبینی آبوهوا با هوش مصنوعی روشهای سنتی پیشبینی آبوهوا بر پایه حل معادلات ریاضی بر روی شبکههای محاسباتی گریدوارده است. ناسا در همکاری با آیبیام، مسیر نوینی را با توسعه مدل پایه پریتوی دبلیوایسی گشوده است. این مدل با استفاده از ۱۶۰ متغیر از پایگاه داده و آموزش بر روی پردازشگرهای گرافیکی انویدیا، قابلیت انطباق با وظایف متنوع را دارد.

این مدل متنباز با ۲.۳ میلیارد پارامتر، میتواند پدیدههایی نظیر مسیر توفانهای گرمسیری، امواج گرانشی و الگوهای اقلیمی را با وضوح بالا مدلسازی کند. قابلیت تنظیم سریع برای کاربردهای خاص بدون نیاز به آموزش مجدد گسترده، ویژگی متمایز این رویکرد است. رازهای ستارههای نوترونی با محاسبات پیشرفته ستارههای نوترونی، متراکمترین اجسام विश्व در جهان هستند و مطالعه آنها نیازمند ترکیب مشاهدات، شبیهسازی و هوش مصنوعی است.

محققان مرکز گادارد ناسا با اجرای مدلهای پیچیده بر روی ابررایانهها، دادههای تلسکوپ فرمی و رصدخانه نیکر را تفسیر میکنند. استفاده از شبکههای عصبی عمیق امکان برآورد دقیق جرم، شعاع، ساختار میدان مغناطیسی و ویژگیهای داخلی این ستارهها را فراهم آورده است. این دستاوردها نه تنها درک فیسیکس محیطهای را عمیق میکند، بلکه راهنمای طراحی مأموریتهای اکتشافی آینده نیز خواهد بود.

مدلسازی سهبعدی فعالیتهای خورشیدی پدیدههای خورشیدی چون شرارهها و پرتاب جرم تاجی (CME) مستقیماً بر هوای فضایی و زیرساختهای فناوری زمین تأثیر میگذارند. دانشمندان مرکز ایمز با توسعه کد استلار باکس و اجرا روی ابررایانهها، نخستین بار موفق به مدلسازی فیزیک پلاسمای خورشید در طیف وسیعی از مقیاسها شدهاند.

این مدلهای واقعیگرایانه، تفسیر مشاهدات فضاپیماهای نظیر رصدخانه دینامیک خورشیدی (SDO) را امکانپذیر ساخته و درک مکانیزمهای gốc جتها و توفانهای خورشیدی را پیش بردهاند. این پیشرفت، پاسخگویی به سوالات دیرینه در مورد فعالیت مغناطیسی خورشید و اثرات آن را میسر میکند. تجسم علمی تبدیل دادههای عظیم به بینش بصری حجم دادههای حاصل از شبیهسازیها و مشاهدات ناسا به چندین پتابایت میرسد که تحلیل مستقیم آنها دشوار است.

استودیوی تجسم علمی (SVS) در مرکز گادارد، با همکاری وثیق با دانشمندان، این دادههای خام را به تصاویر سینمایی با وضوح بالا و قابل فهم تبدیل میکند. ابررایانه دیسکاور در مرکز شبیهسازی اقلیم ناسا، زیرساخت محاسباتی مورد نیاز برای میزبانی مدلها، تحلیل دادهها و رندر تصاویر علمی را فراهم میکند. این ì، میانجی بین محاسبات پیچیده و درک انسانی علم را امکانپذیر میسازد.