ناسا در کنفرانس بین‌المللی پردازش‌های سطح بالا نشان داد که ابررایانه‌ها چگونه درک بشر از جهان را از زمین تا دور‌ترین نقاط کیهان گسترش داده‌اند. معاون مدیر مأموریت‌های علمی ناسا، نیکولا فاکس، در سخنرانی چشم‌انداز ناسا برای علوم و اکتشافات پرتأثیر راهکار‌های مبتنی بر محاسبه پیشرفته را تشریح کرد.

پژوهشگران مرکز ایمز با استفاده از ابررایانه آیتکن محیط پرتاب مأموریت آرتمیس ۲ را که برای سال ۲۰۲۵ برنامه‌ریزی شده، همانند‌سازی کردند. این شبیه‌سازی‌ها شامل تعامل خروجی موتور موشک سامانه پرتاب فضایی (SLS) با سیستم مهار صدا مبتنی بر آب بود و نزدیک به ۴۰۰ ترابایت داده تولید کرد. نتایج نشان داد سیستم مهار صدا امواج سختی را کاهش می‌دهد اما گاز‌های خروجی می‌توانند مسیر آب را منحرف کرده و سختی را افزایش دهند. این داده‌ها برای بازطراحی سکوی پرتاب در مرکز فضایی کندی فلوریدا ارسال شده است.

در حوزه هوافضای تجاری، مهندسان ناسا با اجرای صدها شبیه‌سازی آیرودینامیکی روی ابررایانه‌ها، طراحی هواپیما‌ها را بهینه کرده‌اند تا مقاومت هوا را تا ۴ درصد کاهش دهند. این اصلاح در شکل بال‌ها، بدنه و سایر اجزا، مصرف سوخت و انتشار آلاینده‌ها را کاهش داده و عملکرد کلی هواپیما را بهبود می‌بخشد.

ناسا در همکاری با محققان، مدل پایه پریتوی را با ۲ می‌لیارد و ۳۰۰ می‌لیون پارام‌تر و با استفاده از ۱۶۰ متغیر پایگاه داده توسعه داده است. این مدل متن‌باز روی پردازشگر‌های گرافیکی انویدیا پیش‌آموزش دیده و می‌تواند پدیده‌هایی نظیر مسیر طوفان‌های گرمسیری، امواج گرانشی و الگو‌های اقلیمی را با وضوح بالا مدل‌سازی کند.

برای کشف راز‌های ستاره‌های نوترونی، متراکم‌ترین اجرام کیهان، تیم مرکز پرواز فضایی گادرد از ترکیب مشاهدات تلسکوپ فرمی و رصدخانه NICER، شبیه‌سازی‌های پیشرفته و شبکه‌های عصبی عمیق استفاده می‌کند. این رویکرد امکان برآورد جرم، شعاع، می‌دان مغناطیسی و ساختار داخلی ستاره‌ها را فراهم می‌کند و مبنای مأموریت‌های آینده خواهد بود.

دانشمندان مرکز ایمز با کد روی ابررایانه‌ها، اولین مدل‌های سه‌بعدی واقعی از فعالیت‌های خورشیدی از جمله شراره‌ها و پرتاب جرم تاج خورشیدی را ساخته‌اند. این مدل‌ها فیزیک پلاسما را از مقیاس‌های بسیار کوچک تا بسیار بزرگ پوشش داده و تفسیر مشاهدات رصدخانه دینامیک خورشیدی (SDO) را امکان‌پذیر می‌سازند.

استودیوی تجسم علمی (SVS) در مرکز گادرد، داده‌های چند پتابایتی حاصل از شبیه‌سازی‌ها و مشاهدات را با پشتیبانی ابررایانه دیسکاور به تصاویر سینمایی با وضوح بالا تبدیل می‌کند تا درک پدیده‌های پیچیده برای محققان و عموم آسان شود.

<figcaption class="wp-element-caption"قیاس مسیر طوفان آیدا: داده‌های MERRA-۲ (سمت چپ) در برابر پیش‌بینی مدل Prithvi WxC ناسا و IBM (سمت راست)، هر دو از ساعت ۰۰ به زمان جهانی در ۲۷ آگوست ۲۰۲۱ اغاز شده‌اند.

<figcaption class="wp-element-caption"همانند‌سازی سه‌بعدی مغناطیس‌ سپهر تپ‌اختر با منفعت گیری از ابررایانه Aitken ناسا و داده‌های تلسکوپ فضایی فرمی. فلش قرمز میدان مغناطیسی، خطوط آبی ذرات پرانرژی (پرتوهای گامای زرد) و خطوط سبز ذرات نوری را نشان خواهند داد که توسط فرمی شناسایی خواهد شد.

<figcaption class="wp-element-caption"همانند‌سازی سه‌بعدی جریان‌های لایه‌های بالایی خورشید: رنگ قرمز نشان‌دهنده نیرومندترین حرکات است. این جریان‌های آشفته میدان‌های مغناطیسی، امواج صوتی، موج‌های شوک و فوران‌ها را تشکیل می‌کنند.

<figcaption class="wp-element-caption"نقشه جهانی نشان‌دهنده الگوهای باد و حرکت دی‌اکسید کربن از ژانویه تا مارس ۲۰۲۰. مدل DYAMOND منبع های انتشار کردن دی‌اکسید کربن و گسترش آن‌ها در قاره‌ها و اقیانوس‌ها را مشخص می کند.