Supercomputer van HPE helpt NASA bij voorbereiden maanmissie van 2024

NASA heeft voortgang geboekt in de onderzoeken voor de eerstvolgende bemande maanlanding. De vooruitgang komt voort uit complexe simulaties uitgevoerd op Aitken, de supercomputer van NASA die geleverd is door HPE. Nieuw onderzoek naar bijvoorbeeld het ‘booster seperation event’ en de lanceringsomgeving tijdens het opstijgen van raketten helpt NASA in de voorbereiding op NASA’s Artemis-missie in 2024.

Dit meldt HPE. Daarnaast kondigt het bedrijf aan de Aitken-supercomputer te hebben uitgebreid met HPE Apollo-systemen die geschikt zijn voor compute-intensieve modellering en simulaties. De uitbreiding van de rekenkracht is bedoeld voor onderzoek naar computational fluid dynamics (CFD), gebruikt voor bijvoorbeeld het analyseren van aerodynamische momenten.

Grenzen verleggen voor ruimtemissies

“Bij HPE worden we geïnspireerd door wetenschappelijke doorbraken op basis van onze high performance computing-technologie. Onderzoekers en ingenieurs van het NASA Ames Research Center blijven grenzen verleggen om ruimtemissies mogelijk te maken”, aldus Bill Mannel, Vice President en General Manager HPC bij HPE. “Wij zijn vereerd om met NASA samen te werken en via de uitbreiding van de Aitken-supercomputer een rol te spelen in een historisch moment.”

In augustus vorig jaar bouwde HPE de supercomputer Aitken om NASA-missies te ondersteunen, onder meer voor onderzoek binnen het Artemis-programma. Dit is een missie voor de eerstvolgende landing op de Zuidpool van de maan, waarbij voor het eerst een vrouwelijke astronaut aan boord is.

Hoge efficiëntie en laag elektriciteits- en waterverbruik

Aitken staat in de eerste 12 computermodules in de Modular Supercomputing Facility (MSF), gezamenlijk ontworpen door NASA en HPE om efficiëntie te vergroten en het elektriciteits- en waterverbruik significant te verminderen. Als gevolg hiervan verbruikte de Aitken-supercomputer in het eerste jaar slechts 16 procent van de energie voor koeling, een besparing van meer dan $100.000 en 1,4 miljoen kilowattuur. Het waterverbruik om de supercomputer te koelen werd verminderd met 91 procent waardoor miljoenen liters water per dag bespaard worden.

De supercomputer wordt uitgebreid met HPE Apollo-systemen die gebruikmaken van tweede generatie AMD EPYC-processors om geavanceerde rekenkracht te bieden voor lopende onderzoeken.

Aerodynamische database voor Artemis Booster Seperation

De Aitken-supercomputer helpt NASA bij de ontwikkeling van een aerodynamische database voor het analyseren van mogelijke gebeurtenissen tijdens de Artemis Booster Seperation. Hierbij gaat het om wat er bij het opstijgen van de raket gebeurt als de booster losgekoppeld wordt van de kern. NASA-ingenieurs onderzoeken bijvoorbeeld de mogelijkheid dat de twee solid rocket boosters (SRBs) het kerncentrum of elkaar raken tijdens de scheiding.

Om alle variabelen tijdens de scheiding te simuleren, heeft NASA een database met aerodynamische data. Daarmee maken ze de mogelijke positionering van de boosters tijdens de scheiding inzichtelijk. Tools voor Computational Fluid Dynamics (CFD) worden toegepast in combinatie met de Aitken-supercomputer, waarbij in de simulatie rekening wordt gehouden met 22 verschillende motorraketvlammen die hete uitlaatgassen verplaatsen. Daardoor konden onderzoekers een database van 13 onafhankelijke variabelen bouwen om alle mogelijke in-flight events tijdens booster scheiding te modelleren.

De uitbreiding van de Aitken-supercomputer met de HPE Apollo-systemen zorgt dat er meer gedetailleerde en uitgebreide databases mogelijk zijn voor nog accuratere analyses.

Inzicht in de lanceeromgeving van het Kennedy Space Center

De Artemis-missie lanceert vanaf het Kennedy Space Center in Florida. NASA-onderzoekers doen onderzoek naar de effecten van de golven van ignition overpressure (IOP) en duct overpressure (DOP). Deze worden tijdens de lancering veroorzaakt door de snelle uitzetting van het gas uit de raket.

Het Launch, Ascent en Vehicle Aerodynamics (LAVA) team van NASA gebruikt Aitken om computational fluid dynamics (CFD) toe te passen zodat ze deze golven kunnen simuleren en inzichtelijk kunnen maken hoe deze reageren met de raket. Zo beoordelen ze welke gevaren er mogelijk zijn bij het uitvoeren van de missie. Met de  Aitken-supercomputer hebben onderzoekers meer rekenkracht om verbeteringen te maken in het ontwerp van de lanceringsomgeving.