Сегодня одна из ключевых задач отрасли по разработке космических технологий заключается в снижении стоимости доставки грузов на орбиту. Учёные СПбГУ внесли в это направление свой весомый вклад. Они создали программный комплекс PAINeT, который позволит инженерам проектировать более лёгкую, но столь же надёжную тепловую защиту. Усовершенствованный корабль может взять на борт больше полезного груза. Значит, каждый килограмм доставки в космос будет обходиться дешевле.
При движении в атмосфере или входе в неё космический аппарат испытывает мощнейший перегрев. Чтобы он не разрушился, нужно учитывать десятки физико-химических явлений, многие из которых приводят к так называемой неравновесности газов. Раньше специалисты обходились усреднёнными данными и приближёнными формулами. Но сложность процессов растёт.
PAINeT всё меняет. В его основе содержится уникальная архитектура, объединяющая точные кинетические модели и возможности нейронных сетей. Комплекс состоит из нескольких модулей, работает с собственными датасетами и даже обучает ИИ на основе полученных результатов, чтобы затем выполнять вычисления почти что в режиме реального времени. Благодаря этому инженеры оперативно получают точные параметры, которые требуются для проектирования надёжной и лёгкой тепловой защиты. Существующие аналоги не учитывают важные явления, например электронное возбуждение молекул, поэтому требуют доработок, которые не гарантируют необходимой ясности. Новая система учитывает эти параметры сразу, обеспечивая полноту данных без лишних трудозатрат.
Программный комплекс можно применять не только для многоразовых кораблей, но и при проектировании гиперзвуковых летательных аппаратов, которые движутся в плотных слоях атмосферы. Он также подходит для моделирования полётов к другим планетам и для фундаментальных научных исследований. Кроме того, определённые сегменты PAINeT можно использовать по отдельности, внедряя их в другие инженерные системы для повышения точности расчётов.
Наши учёные уже активно используют инновацию в рамках научных исследований. Её пишут на широко распространённом языке программирования C#, поэтому изобретение можно устанавливать и за пределами России. А специалисты Университета готовы адаптировать его под нужды конкретного заказчика.