美国橡树岭国家实验室超级计算机助力人类登火星：模拟登陆过程确保安全

3 月 4 日消息，美国橡树岭国家实验室 (ORNL) 本周早些时候宣布，自 2019 年以来，该实验室及其超级计算机一直在助力美国宇航局 (NASA) 实现人类安全登陸火星的雄心目标。

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周四，ORNL 发布了一篇文章，解释了其超级计算机如何被用于一项帮助人类安全登陆火星的“第一步” 研究项目中。ORNL 表示，NASA 及其合作伙伴从 2019 年开始在美国能源部橡树岭领导计算设施 (OLCF) 的超级计算机上运行 NASA 的 FUN3D 软件，对“人类火星登陆器”进行模拟测试。

虽然一些测试可以在地面设施（例如风洞或弹道靶场）进行，但美国宇航局兰利研究中心的高级研究科学家、OLCF 为期 5 年的研究工作的首席研究员 Eric Nielsen 解释说，这些方法无法捕捉航天器登陆火星时所面临的物理现象。他表示，研究人员无法在地球上进行火星环境的飞行测试，因此如果没有超级计算机，“到了火星就只能成败在此一举。”

ORNL 发布消息称，与之前的任务不同，NASA 计划使用反冲技术，即点燃嵌入航天器隔热罩的前置火箭来减速。以往的任务使用降落伞，但 ORNL 解释说，将宇航员送上火星需要更大的航天器，再加上火星稀薄的大气层，降落伞无法提供足够的支撑力。

“我们从未驾驶过这样的飞行器，”Nielsen 在 ORNL 的新闻稿中表示，“从一开始，我们就面临着一个根本性的问题，‘我们能安全控制这艘飞行器吗？’”

据了解，这项始于 2019 年 Summit 超级计算机的测试过程最终转移到了 Frontier 超级计算机上，使研究团队能够专注于他们一直期望的“终极模拟”：自主闭环测试飞行。

2022 年，Frontier 超级计算机凭借每秒进行一 quintillion（quintillion 为 10 的 18 次方，1,000,000,000,000,000）次运算的能力，荣获“世界最快计算机”的称号。

在 ORNL 的新闻稿中，Nielsen 解释说，对于他们一直在测试的典型模拟，他们可能只能计算相当于现实时间的 1-2 秒。借助 Frontier 超级计算机，研究人员能够测试 35 秒的受控飞行，模拟航天器从大约 5 英里的高度下降到 0.6 英里的高度，接近着陆阶段。

Nielsen 表示，研究人员通过该模拟所学到的知识超出了他们“使用传统高性能计算系统”所能尝试的范围，他们对 OLCF 提供的机会和专业知识表示感谢。