楚留莫夫-格拉希门克彗星(代号67P),飞行速度13.5万km/h,是子弹速度的38倍。

为了研究太阳系形成初期的生命分子,罗塞塔彗星探测器在经历了10年的“追星之旅”后,于2014年终于成功登陆67P彗星。

罗塞塔号围绕67P彗星准备登陆概念图

浩瀚宇宙中,要在这一颗直径仅4公里、表面还坑坑洼洼的岩石块上着陆不是一件简单的事,其背后的研发过程远比想象中更加艰难。

探测器在登陆前进行了无数次的模拟仿真,每次仿真都需要将宇宙的空间环境和彗星运动轨迹进行精细的模拟。这对科学家的挑战不仅仅在于探测器本身的设计,更是在于如何通过无数次的“精雕细刻”来确保最终的登陆不出任何差错。

“从3D建模设计,模拟发射,运行轨迹动态的计算,一直到着陆点的分析,彗星周边的气压评估,很难想象这些繁杂项目组成的庞大数据都能够通过模拟仿真来实现。而为了能够支持如此复杂且精密的计算,我们需要强大的技术积累和计算能力。”达索系统中国大学校长、达索系统大中华区技术咨询部技术总监冯升华在提到达索参与罗塞塔探测器项目时表示。

从1961年苏联发射的“东方1号”宇宙飞船,到今年完成首次出舱活动的神舟十二号,航天研发技术经历了翻天覆地的变化:从几年发射一次,到一年数十次的发射,模拟仿真的技术突破在研发中起到了关键性的作用。

与此同时,数字孪生的出现,令航天制造研发如虎添翼:通过构建一个和实物一模一样的虚拟模型,让科学家在虚拟世界中进行无数次的模拟飞行,在研发效率和成本控制上达到了新的高度,不仅于此,还可以操作现实中无法进行的实验。

设想下,未来人类为了移民到外太空甚至需要改造自己的身体。现实中无法实现的人体试验,可以利用数字孪生来实现,将身体里所有的细胞、神经、组织等模拟出来,模拟如何让人类能够在太空中也能自由地行走、呼吸。

这是一个天马行空的假设,但也足以说明数字孪生能给我们带来多少可能性。现在的技术发展已经让我们开始想象不可能的任务,但限制我们的永远不是想象力。随着未来计算能力的飞速发展,会有更多令我们瞠目结舌的新事物。

航天制造的发展和数字孪生的普及都离不开研发设备的算力支持。联想的顶级单路工作站ThinkStation P620提供了业界顶尖的实时渲染能力和仿真计算能力。虽然有着地表最强工作站的光环,大家仍然期待着能尽快见到超过100核的超强工作站。作为在制造业深耕多年的品牌,联想一直以来都用领先的产品力和服务助力航天制造的发展。

这次的“航天缘梦,智造奇迹”直播中,几位嘉宾的热烈讨论和思想碰撞让我们重新了解

什么是数字孪生,制造业的发展方向在哪里。

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参考文献:

Agle, D., Brown, D, &Bauer, M. (2014). Rosetta's Comet Target 'Releases' Plentiful Water. NASA.

Dickinson, D. (2015). Where and When will Rosetta Crash? Sky&Telescope.