नासा में, कई एजेंसी मिशनों के लिए हाई-एंड कंप्यूटिंग आवश्यक है। यह तकनीक हमें ब्रह्मांड के बारे में हमारी समझ को आगे बढ़ाने में मदद करती है – हमारे ग्रह से लेकर ब्रह्मांड के सबसे दूर तक। सुपर कंप्यूटर विभिन्न अनुसंधानों में परियोजनाओं को सक्षम करते हैं, जैसे सूर्य की गतिविधि के बारे में खोज करना जो अंतरिक्ष में प्रौद्योगिकियों और पृथ्वी पर जीवन को प्रभावित करती है, नवीन मौसम और जलवायु विज्ञान के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता-आधारित मॉडल का निर्माण करना और लॉन्च पैड को फिर से डिजाइन करने में मदद करना जो अंतरिक्ष यात्रियों को अंतरिक्ष में भेजेगा। साथ आर्टेमिस II.
ये परियोजनाएं उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग, नेटवर्किंग, भंडारण और विश्लेषण, या एससी24 के अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन के दौरान नासा के प्रदर्शन में प्रदर्शित कई परियोजनाओं का एक नमूना मात्र हैं। नासा की डॉ. निकोला “निकी” फॉक्स, एजेंसी के विज्ञान मिशन निदेशालय की एसोसिएट प्रशासक, मंगलवार, 19 नवंबर को “उच्च प्रभाव विज्ञान और अन्वेषण के लिए नासा का दृष्टिकोण” पर मुख्य भाषण देंगी, जहां वह इसके बारे में अधिक जानकारी साझा करेंगी। नासा सभी के लाभ के लिए ब्रह्मांड का पता लगाने के लिए सुपरकंप्यूटिंग का उपयोग करता है। सम्मेलन में नासा द्वारा साझा किए जाने वाले कार्यों के बारे में यहां कुछ और जानकारी दी गई है:
नासा एम्स के शोधकर्ता यह सुनिश्चित करने में मदद कर रहे हैं कि अंतरिक्ष यात्री आर्टेमिस II परीक्षण उड़ान पर सुरक्षित रूप से लॉन्च हों, जो 2025 के लिए निर्धारित स्पेस लॉन्च सिस्टम (एसएलएस) रॉकेट और ओरियन अंतरिक्ष यान का पहला क्रू मिशन है। लॉन्च एसेंट और वाहन एयरोडायनामिक्स सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके, उन्होंने अनुकरण किया आर्टेमिस I लॉन्च के दौरान उपयोग किए गए रॉकेट प्लम और पानी-आधारित ध्वनि दमन प्रणाली के बीच जटिल बातचीत, जिसके परिणामस्वरूप क्षति हुई मोबाइल लॉन्चर वह प्लेटफ़ॉर्म जिसने उड़ान भरने से पहले रॉकेट को सहारा दिया था।
सक्रिय जल प्रणालियों के साथ और उसके बिना सिमुलेशन की तुलना करने से पता चला कि ध्वनि दमन प्रणाली प्रभावी रूप से दबाव तरंगों को कम करती है, लेकिन निकास गैसें पानी को पुनर्निर्देशित कर सकती हैं और महत्वपूर्ण दबाव बढ़ा सकती हैं।
एम्स में नासा एडवांस्ड सुपरकंप्यूटिंग सुविधा में ऐटकेन सुपरकंप्यूटर पर चलाए गए सिमुलेशन ने लगभग 400 टेराबाइट्स डेटा उत्पन्न किया। यह डेटा फ्लोरिडा में नासा के कैनेडी स्पेस सेंटर में एयरोस्पेस इंजीनियरों को प्रदान किया गया था, जो इसे फिर से डिज़ाइन कर रहे हैं ज्वाला विक्षेपक और के लिए मोबाइल लांचर आर्टेमिस II शुरू करना।
वाणिज्यिक उड़ान को अधिक कुशल और टिकाऊ बनाने में मदद करने के लिए, कैलिफोर्निया की सिलिकॉन वैली में नासा के एम्स रिसर्च सेंटर के शोधकर्ता और इंजीनियर पंखों, धड़ और अन्य विमानों के आकार को ठीक करके वायु प्रतिरोध, या खींचने को कम करने के लिए विमान के डिजाइन को परिष्कृत करने पर काम कर रहे हैं। सरंचनात्मक घटक। ये परिवर्तन उड़ान के लिए आवश्यक ऊर्जा को कम करेंगे और आवश्यक ईंधन की मात्रा को कम करेंगे, कम उत्सर्जन पैदा करेंगे, विमान के समग्र प्रदर्शन को बढ़ाएंगे और हवाई अड्डों के आसपास शोर के स्तर को कम करने में मदद कर सकते हैं।
एम्स में विकसित नासा के लॉन्च, एसेंट और वाहन एयरोडायनामिक्स कम्प्यूटेशनल मॉडलिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग करते हुए, शोधकर्ता मौजूदा विमान और भविष्य के वाहन अवधारणाओं पर विभिन्न प्रकार की डिजाइन संभावनाओं का पता लगाने के लिए सैकड़ों सिमुलेशन चलाने के लिए एजेंसी सुपर कंप्यूटर की शक्ति का लाभ उठा रहे हैं। उनके काम ने मौजूदा वाणिज्यिक विमान डिजाइन पर ड्रैग को 4% तक कम करने की क्षमता दिखाई है, जिससे वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण ईंधन बचत होती है।
पारंपरिक मौसम और जलवायु मॉडल पृथ्वी के वायुमंडल और महासागरों में लाखों छोटे क्षेत्रों (ग्रिड बॉक्स) के लिए गणितीय समीकरणों को हल करके वैश्विक और क्षेत्रीय परिणाम उत्पन्न करते हैं। नासा और साझेदार अब फाउंडेशन मॉडल को प्रशिक्षित करने के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) तकनीकों का उपयोग करके नए दृष्टिकोण तलाश रहे हैं।
फाउंडेशन मॉडल बड़े, बिना लेबल वाले डेटासेट का उपयोग करके विकसित किए जाते हैं ताकि शोधकर्ता न्यूनतम अतिरिक्त प्रशिक्षण के साथ स्वतंत्र रूप से विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए परिणामों को ठीक कर सकें, जैसे पूर्वानुमान बनाना या मौसम के पैटर्न या जलवायु परिवर्तन की भविष्यवाणी करना।
नासा ने खुला स्रोत विकसित किया, सार्वजनिक रूप से उपलब्ध पृथ्वी मौसम-जलवायु आधार मॉडल (पृथ्वी डब्ल्यूएक्ससी), आईबीएम रिसर्च के सहयोग से। पृथ्वी WxC को NASA एडवांस्ड सुपरकंप्यूटिंग सुविधा में नवीनतम NVIDIA A100 GPU पर NASA के आधुनिक युग के अनुसंधान और अनुप्रयोगों के लिए पूर्वव्यापी विश्लेषण (MERRA-2) डेटासेट से 160 चर का उपयोग करके पूर्व-प्रशिक्षित किया गया था।
2.3 बिलियन मापदंडों से लैस, पृथ्वी WxC विभिन्न मौसम और जलवायु घटनाओं – जैसे कि तूफान ट्रैक – को अच्छे रिज़ॉल्यूशन पर मॉडल कर सकता है। अनुप्रयोगों में लक्षित मौसम भविष्यवाणी और जलवायु प्रक्षेपण के साथ-साथ गुरुत्वाकर्षण तरंगों जैसी भौतिक प्रक्रियाओं का प्रतिनिधित्व करना शामिल है।
न्यूट्रॉन सितारों के अंदर की चरम स्थितियों का पता लगाने के लिए, मैरीलैंड के ग्रीनबेल्ट में नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर के शोधकर्ता इन असाधारण ब्रह्मांडीय वस्तुओं के रहस्यों को जानने के लिए सिमुलेशन, अवलोकन और एआई के मिश्रण का उपयोग कर रहे हैं। न्यूट्रॉन तारे तारों के मृत कोर हैं जो विस्फोटित हो चुके हैं और ब्रह्मांड में सबसे घनी वस्तुओं में से कुछ का प्रतिनिधित्व करते हैं।
नासा एडवांस्ड सुपरकंप्यूटिंग सुविधा में सुपर कंप्यूटर पर चलने वाले अत्याधुनिक सिमुलेशन, नासा द्वारा देखी गई घटनाओं को समझाने में मदद करते हैं फर्मी गामा-रे स्पेस टेलीस्कोप और न्यूट्रॉन स्टार आंतरिक संरचना एक्सप्लोरर (एनआईसीईआर) वेधशाला। इन घटनाओं में पल्सर के रूप में जाने जाने वाले तेजी से घूमने वाले, अत्यधिक चुंबकीय न्यूट्रॉन तारे शामिल हैं, जिनके विस्तृत भौतिक तंत्र उनकी खोज के बाद से रहस्यमय बने हुए हैं। गहरे तंत्रिका नेटवर्क जैसे एआई उपकरण लागू करके, वैज्ञानिक एनआईसीईआर और फर्मी वेधशालाओं द्वारा प्राप्त डेटा से सितारों के द्रव्यमान, त्रिज्या, चुंबकीय क्षेत्र संरचना और अन्य गुणों का अनुमान लगा सकते हैं।
सिमुलेशन के अभूतपूर्व परिणाम ब्लैक होल और अन्य अंतरिक्ष वातावरणों के समान अध्ययनों का मार्गदर्शन करेंगे, साथ ही भविष्य के वैज्ञानिक अंतरिक्ष मिशन और मिशन अवधारणाओं को आकार देने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएंगे।
सूर्य की गतिविधि, जो सौर ज्वालाओं और कोरोनल मास इजेक्शन जैसी घटनाओं का उत्पादन करती है, अंतरिक्ष पर्यावरण को प्रभावित करती है और अंतरिक्ष मौसम में गड़बड़ी का कारण बनती है जो पृथ्वी पर उपग्रह इलेक्ट्रॉनिक्स, रेडियो संचार, जीपीएस सिग्नल और पावर ग्रिड में हस्तक्षेप कर सकती है। नासा एम्स के वैज्ञानिकों ने अत्यधिक यथार्थवादी 3डी मॉडल तैयार किए जो – पहली बार – उन्हें बहुत छोटे से लेकर बहुत बड़े पैमाने पर क्रिया में सौर प्लाज्मा की भौतिकी की जांच करने की अनुमति देते हैं। ये मॉडल नासा के अंतरिक्ष यान से प्राप्त अवलोकनों की व्याख्या करने में मदद करते हैं सौर गतिकी वेधशाला (एसडीओ).
नासा की उन्नत सुपरकंप्यूटिंग सुविधा में सुपरकंप्यूटरों पर नासा के स्टेलरबॉक्स कोड का उपयोग करके, वैज्ञानिकों ने सौर जेट और बवंडर की उत्पत्ति के बारे में हमारी समझ में सुधार किया – सौर वातावरण में अत्यधिक गर्म, आवेशित प्लाज्मा का विस्फोट। ये मॉडल विज्ञान समुदाय को सौर चुंबकीय गतिविधि के लंबे समय से चले आ रहे प्रश्नों और यह अंतरिक्ष के मौसम को कैसे प्रभावित करता है, का समाधान करने की अनुमति देते हैं।
नासा सिमुलेशन और अवलोकन से पेटाबाइट डेटा प्राप्त हो सकता है जिसे उनके मूल रूप में समझना मुश्किल है। नासा गोडार्ड पर आधारित वैज्ञानिक विज़ुअलाइज़ेशन स्टूडियो (एसवीएस), सिनेमाई, उच्च-निष्ठा विज़ुअलाइज़ेशन बनाने के लिए वैज्ञानिकों के साथ मिलकर सहयोग करके डेटा को अंतर्दृष्टि में बदल देता है।
इन एसवीएस कृतियों के लिए मुख्य बुनियादी ढांचे में गोडार्ड में नासा सेंटर फॉर क्लाइमेट सिमुलेशन का डिस्कवर सुपरकंप्यूटर शामिल है, जो विभिन्न प्रकार के सिमुलेशन की मेजबानी करता है और डेटा विश्लेषण और छवि-प्रतिपादन क्षमताएं प्रदान करता है। हाल के डेटा-संचालित विज़ुअलाइज़ेशन में मल्टीस्केल एटमॉस्फियर-जियोस्पेस एनवायरनमेंट (MAGE) मॉडल का उपयोग करके सूर्य से पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर से टकराते हुए एक कोरोनल मास इजेक्शन दिखाया गया है; गैर-हाइड्रोस्टैटिक डोमेन (डायमंड) मॉडल पर आधारित वायुमंडलीय सामान्य परिसंचरण की गतिशीलता में ग्रह का चक्कर लगाने वाला वैश्विक कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन; और अल नीनो-दक्षिणी दोलन (ENSO) मॉडल का उपयोग करके ला नीना और अल नीनो मौसम पैटर्न का प्रतिनिधित्व।
अटलांटा में 17-22 नवंबर, 2024 को आयोजित होने वाले उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग, नेटवर्किंग, भंडारण और विश्लेषण के अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन में नासा के आभासी प्रदर्शन के बारे में अधिक जानकारी के लिए, यहां जाएं:
नासा हाई-एंड कंप्यूटिंग द्वारा संचालित सुपर कंप्यूटर के बारे में अधिक जानकारी के लिए यहां जाएं:
समाचार मीडिया के लिए:
इस विषय को कवर करने में रुचि रखने वाले समाचार मीडिया के सदस्यों को संपर्क करना चाहिए नासा एम्स न्यूज़रूम.
लेखक: जिल डनबर, मिशेल मोयर, और केटी पिट्टा, नासा के एम्स रिसर्च सेंटर; और जैरेट कोहेन, नासा का गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर