जब नासा के लिए अंतरिक्ष यात्रियों को चंद्रमा और मंगल ग्रह पर वापस भेजने का समय आता है, तो कई नए अंतरिक्ष यान प्रणालियां चलन में आएंगी। इनमें स्पेस लॉन्च सिस्टम (SLS), अब तक का सबसे शक्तिशाली रॉकेट और ओरियन मल्टी-पर्पस क्रू व्हीकल (MPCV) शामिल है - अगली पीढ़ी का अंतरिक्ष यान जो कम पृथ्वी ऑर्बिट (LEO) से परे क्रू ले जाएगा।
स्वाभाविक रूप से, इनमें से कोई भी सिस्टम मिशन का संचालन करने से पहले, यह सुनिश्चित करने के लिए व्यापक परीक्षण किए जाने की आवश्यकता है कि वे सुरक्षित हैं और अच्छा प्रदर्शन करेंगे। इस भावना में, नासा एडवांस्ड सुपरकंप्यूटिंग (एनएएस) अनुसंधान वैज्ञानिक वर्तमान में अत्यधिक विस्तृत सिमुलेशन और विज़ुअलाइज़ेशन का संचालन कर रहे हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि ओरियन अंतरिक्ष यान के लॉन्च एबॉर्ट व्हीकल (एलएवी) चालक दल को सुरक्षित रखेगा।
असल में, LAV ओरियन लॉन्च एबॉर्ट सिस्टम (LAS) और चालक दल के मॉड्यूल का संयुक्त कॉन्फ़िगरेशन है, और चालक दल को सुरक्षा के लिए डिज़ाइन किया गया है, यदि लॉन्च पैड पर या उड़ान के पहले दो मिनट के दौरान कोई आपात स्थिति होती है। ये सिमुलेशन और विज़ुअलाइज़ेशन तकनीक, जिन्हें नासा एम्स रिसर्च सेंटर में प्लेइड्स सुपर कंप्यूटर के साथ आयोजित किया गया था, भविष्यवाणी करता है कि टेकऑफ़ के दौरान ओरियन अंतरिक्ष यान के लॉन्च एबॉर्ट वाहन को कंपन कैसे प्रभावित करेगा।
न केवल ये परीक्षण ओरियन एलएवी मोटर (नासा और ओरियन प्राइम कॉन्ट्रैक्टर लॉकहीड मार्टिन के बीच एक सहयोगी प्रयास) के डिजाइन प्रयासों के साथ सहायता कर रहे हैं, बल्कि वे अंतरिक्ष यान के विकास के रूप में भी अभूतपूर्व हैं। फ्रैंकोइस कैडियक्स के रूप में, एनएएस कम्प्यूटेशनल एयरोसाइंसेस शाखा में एक शोध वैज्ञानिक, ने समझाया:
“यह पहली बार है जहां नासा में पूर्ण पैमाने पर अंतरिक्ष यान विश्लेषण और डिजाइन में बड़े एडी सिमुलेशन (एलईएस) तकनीकों का उपयोग किया गया है। मैं एजेंसी की अगली बड़ी मानव अंतरिक्ष अन्वेषण परियोजना में एक भूमिका निभाने के लिए उत्साहित हूं - यह काम LES को एक ऐसे बिंदु पर लाता है जहां यह ओरियन के डिजाइन को निर्देशित करने के लिए कम पर्याप्त मोड़ के भीतर सटीक भविष्यवाणियां प्रदान कर सकता है। "
पहले, इस तरह के उच्च-निष्ठा साधनों का उपयोग काफी हद तक अकादमिक शोध तक ही सीमित रहा है, न कि कुछ निजी उद्योग के ठेकेदार इसका फायदा उठा सकते हैं। एम्स रिसर्च सेंटर के एक एयरोस्पेस इंजीनियर - माइकल बरद के साथ मिलकर - कैडियक्स ने NAS-विकसित लॉन्च एसेंट और व्हीकल एरोडायनामिक्स (LAVA) सॉफ्टवेयर का उपयोग करके विभिन्न प्रकार के अशांति-समाधान करने वाले कम्प्यूटेशनल द्रव गतिकी (CFD) सिमुलेशन का उत्पादन किया।
उन्हें NAS विज़ुअलाइज़ेशन विशेषज्ञों द्वारा सहायता प्रदान की गई, जिन्होंने शोधकर्ताओं को विभिन्न प्रकार के भंवरों की पहचान करने में मदद की जो शोर और कंपन पैदा कर सकते हैं। इस सिमुलेशन डेटा का उपयोग करते हुए, विज़ुअलाइज़ेशन विशेषज्ञों ने उच्च-गुणवत्ता वाली छवियों और फिल्मों की एक श्रृंखला बनाई, जो यह दर्शाती थीं कि एक लॉन्च गर्भपात के दौरान ओरियन एलएएस किस तरह के प्रवाह की गतिशीलता का अनुभव करेगा। जैसा कि कैडियक्स ने समझाया:
“इन दृश्यों से, हम वाहन पर उच्च कंपन भार के क्षेत्रों और उनके स्रोतों की पहचान करने में सक्षम थे। हमने जो सीखा है वह यह है कि प्लम की अशांति से आने वाला शोर, अन्य शॉकवेव्स के साथ बातचीत से उत्पन्न किसी भी शोर की तुलना में काफी अधिक है। "
नीचे दिए गए वीडियो में एक चढ़ाई गर्भपात परिदृश्य का अनुकरण दिखाया गया है, जहां एलएएस एसएलएस से अलग हो गया है और ध्वनि की गति के करीब यात्रा कर रहा है। गर्भपात की प्रक्रिया एलएएस मोटर के प्रज्वलन के साथ शुरू होती है और फिर धीमी हो जाती है क्योंकि दबाव और वायु प्रवाह की स्थिति विशेष रूप से कठोर हो जाती है।
रंगीन प्लम उच्च दबाव (लाल) और निम्न दबाव (नीला) का संकेत देते हैं, जिससे पिक्सल नीले से लाल (और इसके विपरीत) दबाव तरंगों के संबंध में बदलते हैं जो वाहन (सफेद) पर कंपन पैदा करते हैं। जिन क्षेत्रों में रंग अचानक बदलता है, लेकिन समय के साथ आम तौर पर नीला या लाल रहता है, सदमे की लहरों की उपस्थिति को इंगित करता है। अंत में, ये सिमुलेशन सीधे अंतरिक्ष यान के डिज़ाइन को प्रभावित कर रहे हैं और अंतरिक्ष यात्रियों की सुरक्षा और अंतरिक्ष यान के प्रदर्शन को सुनिश्चित करने में मदद करेंगे।
"हम अभी भी बहुत सारे सवाल पूछ रहे हैं," कैडियक्स ने कहा। “जैसे, हमले के उच्च कोणों पर LAV सतह पर भार कैसे बदलते हैं? हम वास्तविक उड़ान स्थितियों के लिए भार का अनुमान लगाने के लिए पवन सुरंग परीक्षणों से डेटा का सबसे अच्छा उपयोग कैसे करते हैं जहां वाहन में तेजी आ रही है? "
इन सवालों के जवाबों का इस्तेमाल जमीनी परीक्षणों, चालक दल के मॉकअप परीक्षणों और महत्वपूर्ण उड़ान परीक्षणों की अगली श्रृंखला को डिजाइन करने के लिए किया जाएगा, जो अपने पहले चालक दल मिशन - अन्वेषण मिशन 2 (EM-2) के लिए ओरियन अंतरिक्ष यान तैयार करेगा। यह मिशन, जिसे 2023 तक लॉन्च करने के लिए निर्धारित किया गया है, में चार क्रू मेंबर्स शामिल होंगे, जो एक चंद्र फ्लाईबाई का संचालन करेंगे और डीप स्पेस गेटवे के लिए पहला घटक वितरित करेंगे।
नासा एम्स रिसर्च सेंटर के सौजन्य से सिमुलेशन वीडियो के रूप में अच्छी तरह से देखें:
