Flexcompute 推出新工具加快太空近距操作的安全检查模拟

Flexcompute 已开发出一种更快速的方法，以模拟火箭推进器的排气对在轨运行的近旁航天器的影响。该公司推出了其新型的“物理双胞胎”工具，专为太空排气冲击而设，并由“物理世界模型”驱动。根据公司的说法，这一工具旨在协助任务团队进行复杂的会合和近距操作（RPO），例如自主对接、卫星维护及在轨加油。它评估推进器排气对附近航天器的风险（力、加热、侵蚀及污染）。 现有的模拟方法需要数天才能计算这些复杂的粒子相互作用，因此这一新发展具有重要的意义。

新工具的技术优势

安全的太空对接 商业太空操作如自主对接、卫星维护及在轨加油面临着来自排气冲击的严重风险。推进器的排气可能会使附近的航天器不稳定、损坏外部表面，或遮蔽导航传感器。之前，直接模拟蒙特卡罗（DSMC）方法预测这些高速粒子碰撞。DSMC 需要大量的计算资源，限制了任务团队只能测试有限的飞行路径。Flexcompute 提供了一种新解决方案，以克服这些计算限制。 这一工具减少了长时间的计算延迟，能够帮助工程师和自主人工智能飞行代理在极短时间内模拟数百次近距操控。该技术称为“标记化物理”。该系统将神经网络与新型玻尔兹曼求解器结合在统一框架内，以突破性的速度提供 DSMC 级别的精确度。 Flexcompute 的架构直接基于物理法则，避免了典型人工智能替代模型在遇到不熟悉情况时的脆弱性。该软件能够瞬时适应新的航天器几何形状和发射序列，而无需重新训练。

未来的应用潜力

北方格鲁曼公司人工智能整合副总裁韩帕克表示：“Flexcompute 的标记化物理方法有潜力将分析速度提高约 200 倍，与直接模拟蒙特卡罗相比，使我们能探索更广泛的排气交互场景以支持任务需求。”他补充道：“对于像对接和加油这样的近距操控，北方格鲁曼在领导和进行前所未有的动态太空操作，这意味着我们可以分析更多的接近路径和发射序列，并查看每一种情况将如何影响相关的航天器。” 约 200 倍的速度提升 这一 200 倍的飞跃使得稀有且昂贵的计算测试变得例行化。该软件降低了计算需求，将每个案例的处理时间减少至仅 0.4 GPU 小时（在单一 GPU 上不足三分钟），而混合 DSMC 设置则需要 78 CPU 小时。这一高速度并未妥协精确度。与既定的模拟标准相比，该工具总力的计算误差低于 3.5%。具体而言，其对航天器的物理推力（轴向力）的测量与标准模型相差不超过 2.84%，而对温度影响（热流）的估算则保持在 3.35% 之内。 根据 Flexcompute 总裁兼共同创办人 Vera Yang 的说法，这一太空排气工具仅仅是个开始。该公司正积极在其他行业部署其物理双胞胎系列，涵盖从轨道粒子动力学到先进半导体包装中的微观变形等各个领域。 在太空任务中，信心至关重要。Flexcompute 使团队能够在发射前进行每一次操控的压力测试，节省计算周期并为未来的轨道基础设施建立数字基础。

新技术如何改变太空操作的安全性

Flexcompute 的新工具不仅能加快模拟速度，还能显著减少计算需求，这对于商业太空操作至关重要。随着太空任务的复杂性增加，能够快速准确地评估推进器排气对航天器的影响，将大大提升任务的安全性和效率。此外，这一技术的成功应用可能会推动其他行业的创新，显示出其广泛的应用潜力。