כאשר הגיע הזמן שנאס"א תשלח אסטרונאוטים חזרה לירח והמשך למאדים, מספר מערכות חלליות חדשות יכנסו לפעולה. אלה כוללים את מערכת השקת החלל (SLS), הרקטה החזקה ביותר שנבנתה אי פעם, ורכב הצוות הרב-תכליתי של אוריון (MPCV) - חללית מהדור הבא שתוביל צוותים מעבר למסלול כדור הארץ הנמוך (LEO).
באופן טבעי, לפני שאף אחת ממערכות אלה תוכל לבצע משימות, יש לבצע בדיקות מקיפות בכדי להבטיח שהן בטיחותיות ויתפקדו היטב. ברוח זו, מדעני המחקר המתקדמים של NASA Advanced Super Computing (NAS) עורכים בימינו סימולציות והדמיות מפורטות מאוד על מנת להבטיח שרכב ההשקה של חללית אוריון (LAV) ישמור על ביטחון הצוותים במקרה של חירום בזמן ההמראה.
בעיקרון, ה- LAV הוא התצורה המשולבת של מערכת ההפעלה של אוריון (LAS) ומודול הצוות, ונועד להביא את הצוות לביטחון אם יתרחש מצב חירום בכרית השיגור או בשתי הדקות הראשונות של הטיסה. טכניקות ההדמיה והדמיון הללו, שנערכו עם מחשב העל Pleiades במרכז המחקר של אמס של נאס"א, מנבאים כיצד הרטט ישפיע על רכב ההפעלה של חללית אוריון במהלך ההמראה.
לא רק שהבדיקות הללו מסייעות למאמצי התכנון של מנוע ה- LAV של אוריון (מאמץ שיתופי בין נאס"א לבין קבלן ראש הממשלה אוריון, לוקהיד מרטין), הם גם חסרי תקדים למדי בכל הנוגע לפיתוח החלליות. כפי שהסביר פרנסואה קאדיאו, מדען מחקר בסניף מדעי האוויר החישוביים של NAS:
"זו אחת הפעמים הראשונות בהן נעשה שימוש בטכניקות סימולציה של אדי גדול (LES) בניתוח ועיצוב חלליות בקנה מידה מלא בנאס"א. אני נרגש לקחת חלק בפרוייקט הבא לחקר החלל האנושי הגדול של הסוכנות - עבודה זו מביאה את LES לנקודה בה היא יכולה לספק תחזיות מדויקות תוך זמן אספקה מספיק קצר כדי להנחות את עיצובו של אוריון. "
בעבר, השימוש בכלי נאמנות כה גדולים הוגבל במידה רבה למחקר אקדמי, ולא דבר שקבלני התעשייה הפרטית יכלו לנצל. יחד עם מייקל בראד - מהנדס תעופה וחלל במרכז המחקר איימס - קאדיו ייצרה מגוון הדמיות דינמיקת חישוב נוזלית חישובית עם פתרונות טורבולנס באמצעות תוכנת ה- Launch Ascent ו- Aerodynamics (LAVA) שפותחה על ידי NAS.
הם נעזרו במומחי הדמיה של NAS, שעזרו לחוקרים לזהות סוגים שונים של מערבולות שיכולות לגרום לרעש ורטט. בעזרת נתוני סימולציה אלה, מומחי ההדמיה יצרו סדרה של תמונות וסרטים באיכות גבוהה שהמחישו איזו דינמיקת זרימה תחווה אוריון LAS במהלך הפסקת שיגור. כפי שהסביר קאדיו:
"מתוך הדמיות אלה הצלחנו לזהות אזורים בעלי עומסים רעידים גבוהים על הרכב ואת מקורותיהם. מה שלמדנו הוא שרעש שמקורו בסערת הפלומה הוא גבוה משמעותית מכל רעש שנוצר מהאינטראקציה שלו עם גלי ההלם המחוברים אליו. "
הסרטון למטה מראה הדמיה של תרחיש הפלה עולה, בו ה- LAS התנתק מה- SLS ונוסע קרוב למהירות הצליל. תהליך ההפלה מתחיל עם הצתה של מנוע ה- LAS ואז מאט ככל שהתנאים בלחץ וזרימת האוויר הופכים קשים במיוחד.
הפלומות הצבעוניות מצביעות על לחץ גבוה (אדום) ולחץ נמוך (כחול), כאשר הפיקסלים משתנים מכחול לאדום (ולהיפך) ביחס לגלי לחץ הגורמים לרטט על הרכב (לבן). האזורים שבהם הצבע משתנה בפתאומיות, אך נותר בדרך כלל כחול או אדום לאורך זמן, מעיד על נוכחות גלי הלם. בסופו של דבר, הדמיות אלה משפיעות ישירות על עיצוב החללית והן יסייעו להבטיח את בטיחות האסטרונאוטים ואת ביצועי החלליות.
"אנחנו עדיין שואלים המון שאלות," אמר קאדיו. "כאילו, איך העומסים על פני השטח של ה- LAV משתנים בזוויות תקיפה גבוהות יותר? כיצד אנו משתמשים בצורה הטובה ביותר בנתונים ממבחני מנהרות רוח כדי לחזות עומסים לתנאי טיסה בפועל בהם הרכב מאיץ? "
התשובות לשאלות אלה ישמשו לעיצוב הסדרה הבאה של מבחני היבשה, בדיקות מדגם הצוות ומבחני טיסה קריטיים, שתכין את חללית אוריון למשימת הצוות הראשונה שלה - משימת חקר 2 (EM-2). משימה זו, שתוכננה לשיגור עד שנת 2023, תורכב מארבעה אנשי צוות המנהלים סיבוב ירחי ומספקים את הרכיבים הראשונים לשער החלל העמוק.
הקפד לבדוק גם את סרטון הסימולציה, באדיבות מרכז המחקר של אמס של נאס"א:
