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。飛船進(jìn)入軌道后，在393公里高空，以每秒7.8公里的速度飛行，一天繞地球運行16圈，有可能會面對太空垃圾、光照、磁暴、太陽風(fēng)等各種太空干擾，一顆黃豆大小的太空垃圾，就能造成箭毀人亡的慘劇。因此，軌道計算在整個過程中尤為重要。聯(lián)想為中國載人航天工程總體仿真實驗室，提供了一套以聯(lián)想高性能計算系統(tǒng)（HPC）和工作站為核心的仿真系統(tǒng)，使實驗室擁有了強大可靠的計算能力，為飛船和軌道的各種不同狀態(tài)，從容進(jìn)行精確計算。
預(yù)計未來2-3天內(nèi)，天宮二號將與神舟十一號將迎來交會對接階段，共同搭建起“太空之家”。要保證兩個重達(dá)8噸多的飛行器嚴(yán)絲合縫地對接到一起，對精度有著非常高的要求。“神十一”飛船共配備12個平移發(fā)動機，每個發(fā)動機最小的噴射力度僅為1牛頓，可以從不同相位調(diào)整飛船的方向、速度和加速度，在運動過程中完成軌道的調(diào)整，精確度要求非常之高，確保最優(yōu)的軌道維持和最優(yōu)的變軌規(guī)劃。雖然航天器的操控日益自動化，但是航天員手控交會對接的訓(xùn)練必不可少。對接很容易出現(xiàn)三種相位偏差，一是左右上下的俯仰偏差；二是位置偏差；三是發(fā)生了旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了姿態(tài)的偏離。因此，航天員要在大量的模擬仿真訓(xùn)練中對這六個自由度的偏離形成很好的把握。航天員在地面進(jìn)行交會對接的飛行仿真對接，后臺模擬控制系統(tǒng)需要實時測量位置姿態(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的空間位置并進(jìn)行實時在線監(jiān)控，這對服務(wù)器和圖形工作站可靠性和計算性能提出了極為嚴(yán)苛的要求。
天宮二號與神舟十一號對接模擬圖
“神舟十一號”載人飛船和長征二號FY11火箭都是經(jīng)過大量空氣動力學(xué)和材料學(xué)的計算設(shè)計出來，而這個過程中，風(fēng)洞試驗是航天器設(shè)計中不可缺少的部分，但物理風(fēng)洞存在著設(shè)計周期長、代價高的問題。而仿真風(fēng)洞則很好的解決了這個問題，在計算機上建立一個集流體動力學(xué)計算、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，這樣可以在理論計算和分析的基礎(chǔ)上動態(tài)模擬分型部件在風(fēng)洞中的實際情況，從而不斷修改、優(yōu)化部件形態(tài)。這個過程中，后臺聯(lián)想高性能計算系統(tǒng)需要進(jìn)行高負(fù)荷的密集運算來模擬物理風(fēng)洞實驗的條件，而前臺的工作站則進(jìn)行實時渲染，生成可視化界面，除了需要強大的性能支持外，也需要穩(wěn)定可靠的品質(zhì)，避免宕機風(fēng)險。仿真風(fēng)洞實驗的應(yīng)用，大量節(jié)省了實驗經(jīng)費，也大大縮短了計算周期，提高了航天器設(shè)計的可靠性。
搭載神舟十一號飛船的長征二號火箭
聯(lián)想集團高級副總裁、中國區(qū)總裁童夫堯表示：“聯(lián)想一直關(guān)注中國載人航天事業(yè)的發(fā)展，能為此次‘神十一’提供自主可控、性能優(yōu)異、穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品設(shè)備及技術(shù)支持，聯(lián)想感到十分自豪與榮幸。未來，聯(lián)想將一如既往注重科技創(chuàng)新，與中國載人航天工程一同騰飛?！?/p>
“神舟十一號”載人飛船的成功發(fā)射標(biāo)志著中國2022年建成空間站的計劃進(jìn)入倒計時。聯(lián)想將繼續(xù)為載人航天工程提供高穩(wěn)定性、高性能的服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，全面支持中國載人航天事業(yè)，助推中國“航天強國夢”。
