今年是我國(guó)航天事業(yè)創(chuàng)建60周年，也是我國(guó)載人航天工程發(fā)展進(jìn)程中極為重要的一年，載人航天接連實(shí)施長(zhǎng)征七號(hào)首飛、天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)三次飛行任務(wù)，積極備戰(zhàn)天舟一號(hào)飛行任務(wù)，全力推進(jìn)空間站研制建設(shè)和后續(xù)發(fā)展論證。此次任務(wù)的圓滿成功，標(biāo)志著我國(guó)空間實(shí)驗(yàn)室階段任務(wù)取得具有決定性意義的重要成果，為我國(guó)空間站建造運(yùn)營(yíng)和航天員長(zhǎng)期駐留奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

聯(lián)想自2012年與中國(guó)載人航天工程辦公室建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系以來(lái)，聯(lián)想HPC、機(jī)架式服務(wù)器、圖形工作站在軌道計(jì)算、模擬仿真、航天器設(shè)計(jì)等關(guān)鍵事件中，承擔(dān)了大量重要的計(jì)算工作，為載人航天工程總體頂層決策提供了有力技術(shù)支撐。聯(lián)想與中國(guó)載人航天工程辦公室共建的總體仿真實(shí)驗(yàn)室，成功助力神十一從發(fā)射、交會(huì)對(duì)接到分離、返回的全過(guò)程。

工作人員現(xiàn)場(chǎng)從神舟十一號(hào)返回艙取出搭載物品

在本次神十一任務(wù)中，聯(lián)想P系列圖形工作站也隨著兩名航天員首次進(jìn)駐太空實(shí)驗(yàn)室。該設(shè)備作為航天員的工作和生活用機(jī)，為科學(xué)實(shí)驗(yàn)信息采集、數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)接入等提供支持。在工作間隙，航天員還利用移動(dòng)工作站進(jìn)行娛樂(lè)，以及與地面上的家人開(kāi)展視頻通話。

仿真計(jì)算力保軌道設(shè)計(jì)分毫不差

本次載人航天工程任務(wù)中，飛船飛行高度比之前“神十”的343公里軌道高了50公里。因此，軌道計(jì)算在整個(gè)過(guò)程中尤為重要。聯(lián)想為中國(guó)載人航天工程總體仿真實(shí)驗(yàn)室，提供了一套以聯(lián)想高性能計(jì)算系統(tǒng)(HPC)和工作站為核心的仿真系統(tǒng)，使實(shí)驗(yàn)室擁有了強(qiáng)大可靠的計(jì)算能力，為飛船和軌道的各種不同狀態(tài)，從容進(jìn)行精確計(jì)算。

同樣，飛船的歸途也并不輕松，溫度、環(huán)境的劇烈變化及返回艙的著陸沖擊都是巨大的考驗(yàn)。任何一點(diǎn)疏漏或意外，都會(huì)危及航天員的生命安全。所以神舟飛船的返回彈道、返回艙氣動(dòng)外形和質(zhì)心配平，都需要利用高性能服務(wù)器經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的仿真計(jì)算，并在各種大氣環(huán)境參數(shù)下進(jìn)行校驗(yàn)，從而將返回控制風(fēng)險(xiǎn)降至最低。

仿真風(fēng)洞為航天器設(shè)計(jì)減負(fù)

聯(lián)想集團(tuán)首席科學(xué)家祝明發(fā)教授代表聯(lián)想接收P系列移動(dòng)工作站

“神舟十一號(hào)”載人飛船是經(jīng)過(guò)大量空氣動(dòng)力學(xué)和材料學(xué)的計(jì)算設(shè)計(jì)出來(lái)的，其中，“風(fēng)洞試驗(yàn)”是研制工作中不可缺少的組成部分。不同于設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、代價(jià)高的物理風(fēng)洞，仿真風(fēng)洞能在計(jì)算機(jī)上建立一個(gè)集流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算、可視化以及三維交互等功能于一體的基于虛擬環(huán)境的風(fēng)洞模型，在理論計(jì)算和分析的基礎(chǔ)上動(dòng)態(tài)模擬分型部件在風(fēng)洞中的實(shí)際情況，從而不斷修改、優(yōu)化部件形態(tài)。這個(gè)過(guò)程中，后臺(tái)聯(lián)想高性能計(jì)算系統(tǒng)需要進(jìn)行高負(fù)荷的密集運(yùn)算來(lái)模擬物理風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的條件，而前臺(tái)的工作站則進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染，生成可視化界面，除了需要強(qiáng)大的性能支持外，也需要穩(wěn)定可靠的品質(zhì)，避免宕機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。

仿真訓(xùn)練鑄就交會(huì)對(duì)接“天神之吻”

天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)在距地面393公里的近圓軌道成功完成交會(huì)對(duì)接，標(biāo)志著我國(guó)成為第三個(gè)在空間站運(yùn)行軌道上，完全掌握空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)的國(guó)家。雖然航天器的操控日益自動(dòng)化，但是航天員手控交會(huì)對(duì)接的訓(xùn)練必不可少。航天員在地面進(jìn)行交會(huì)對(duì)接的飛行仿真對(duì)接，后臺(tái)模擬控制系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)測(cè)量位置姿態(tài)、從傳感器讀取數(shù)據(jù)，并將讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，變成控制量輸出，在此期間要把上百個(gè)環(huán)節(jié)做成數(shù)學(xué)模型，利用聯(lián)想服務(wù)器算出正確的軌道和相對(duì)的空間位置并進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，這對(duì)服務(wù)器和圖形工作站可靠性和計(jì)算性能提出了極為嚴(yán)苛的要求。

崔歡歡