Flexcompute 推出新工具加快太空近距操作的安全檢查模擬

Flexcompute 已開發出一種更快速的方法，以模擬火箭推進器的排氣對在軌運行的近旁航天器的影響。該公司推出了其新型的「物理雙胞胎」工具，專為太空排氣衝擊而設，並由「物理世界模型」驅動。根據公司的說法，這一工具旨在協助任務團隊進行複雜的會合和近距操作（RPO），例如自主對接、衞星維護及在軌加油。它評估推進器排氣對附近航天器的風險（力、加熱、侵蝕及污染）。

現有的模擬方法需要數天才能計算這些複雜的粒子相互作用，因此這一新發展具有重要的意義。

新工具的技術優勢

安全的太空對接 商業太空操作如自主對接、衞星維護及在軌加油麪臨著來自排氣衝擊的嚴重風險。推進器的排氣可能會使附近的航天器不穩定、損壞外部表面，或遮蔽導航傳感器。之前，直接模擬蒙特卡羅（DSMC）方法預測這些高速粒子碰撞。DSMC 需要大量的計算資源，限制了任務團隊只能測試有限的飛行路徑。Flexcompute 提供了一種新解決方案，以克服這些計算限制。

這一工具減少了長時間的計算延遲，能夠幫助工程師和自主人工智能飛行代理在極短時間內模擬數百次近距操控。該技術稱為「標記化物理」。該系統將神經網絡與新型玻爾茲曼求解器結合在統一框架內，以突破性的速度提供 DSMC 級別的精確度。 Flexcompute 的架構直接基於物理法則，避免了典型人工智能替代模型在遇到不熟悉情況時的脆弱性。該軟件能夠瞬時適應新的航天器幾何形狀和發射序列，而無需重新訓練。

未來的應用潛力

北方格魯曼公司人工智能整合副總裁韓帕克表示：「Flexcompute 的標記化物理方法有潛力將分析速度提高約 200 倍，與直接模擬蒙特卡羅相比，使我們能探索更廣泛的排氣交互場景以支持任務需求。」他補充道：「對於像對接和加油這樣的近距操控，北方格魯曼在領導和進行前所未有的動態太空操作，這意味著我們可以分析更多的接近路徑和發射序列，並查看每一種情況將如何影響相關的航天器。」

約 200 倍的速度提升 這一 200 倍的飛躍使得稀有且昂貴的計算測試變得例行化。該軟件降低了計算需求，將每個案例的處理時間減少至僅 0.4 GPU 小時（在單一 GPU 上不足三分鐘），而混合 DSMC 設置則需要 78 CPU 小時。這一高速度並未妥協精確度。與既定的模擬標準相比，該工具總力的計算誤差低於 3.5%。具體而言，其對航天器的物理推力（軸向力）的測量與標準模型相差不超過 2.84%，而對溫度影響（熱流）的估算則保持在 3.35% 之內。

根據 Flexcompute 總裁兼共同創辦人 Vera Yang 的說法，這一太空排氣工具僅僅是個開始。該公司正積極在其他行業部署其物理雙胞胎系列，涵蓋從軌道粒子動力學到先進半導體包裝中的微觀變形等各個領域。 在太空任務中，信心至關重要。Flexcompute 使團隊能夠在發射前進行每一次操控的壓力測試，節省計算週期並為未來的軌道基礎設施建立數字基礎。

新技術如何改變太空操作的安全性

Flexcompute 的新工具不僅能加快模擬速度，還能顯著減少計算需求，這對於商業太空操作至關重要。隨著太空任務的複雜性增加，能夠快速準確地評估推進器排氣對航天器的影響，將大大提升任務的安全性和效率。此外，這一技術的成功應用可能會推動其他行業的創新，顯示出其廣泛的應用潛力。