メニュー現在、オリオンカプセルに乗った4人の宇宙飛行士は、時速25,000マイル近い速度で地球に向かって急降下しています。 カプセルが減速して海面に着水するまでの数分間、オリオンの底部にある熱防護シールドの温度は華氏5,000度を超え、鋼鉄を蒸発させるほどの高温に達します。これが生存可能な状態であるのは偶然ではありません。それは、長年にわたる綿密なシミュレーション、試験、そして分析の成果なのです。
その基礎的な作業の一部は、 Tecplot 360.
10年以上にわたる地道な取り組み
2015年、私たちは、NASAのエンジニアたちがTecplot 360 を用いて、オリオン宇宙船の初飛行試験である「エクスプロレーション・フライト・テスト1（EFT-1）」の熱シールドを解析した経緯について記事を掲載しました。 チームは、NASAが開発した2つのCFDソルバー、DPLR（Data Parallel Line Relaxation）とLAURA（Langley Aerothermodynamic Upwind Relaxation Algorithm）を用いて、約2,000回のシミュレーションを実行しました。これらのツールはいずれも、大気圏再突入時の極限的な物理現象――常軌を逸した温度勾配、莫大な圧力、そして猛烈な速度――をモデル化しています。
プルームおよび宇宙船表面の温度等高線図は、オリオンMPCVカプセルの後部で加熱がさらに強まる可能性があることを示している。画像提供：www.nasa.gov。
Tecplot 360 後処理層としての役割を果たしました。つまり、エンジニアがシミュレーションの生データを、実際に目で見たり、詳細に分析したり、信頼できる形に変換できる場でした。
その取り組みにより、オリオンが再突入に耐えられることが実証されました。EFT-1はそれを実際に証明しました。そして、その期間中に開発されたデータや手法は、アルテミスIIを含むその後のすべてのオリオンミッションへと受け継がれる技術的遺産の一部となりました。
なぜ今この瞬間が重要なのか
アルテミスIIの再突入は、1972年のアポロ17号以来、人類が月面からの距離から帰還するのは初めてのことである。再突入経路はより狭く、速度はより速く、そのリスクはどの無人試験よりも計り知れないほど大きい。熱シールドは、二度目のチャンスが与えられるような部品ではない。
Tecplot 360 まさにこのような瞬間のために存在するのです。それにより、エンジニアたちは、人が車両に乗り込む前に、物理的原理が十分に理解されており、安全余裕が確保されているという確信を得ることができるのです。
最も重要な局面で信頼される
可視化ツールと意思決定ツールには、重要な違いがあります。CFDデータを表示できるアプリケーションは数多く存在しますが、重要度の高いプロジェクトで求められる、一貫性があり、正確で、再現性のある結果を提供できると、実務に携わるエンジニアから信頼されているツールはごくわずかです。NASAのチームが、熱シールドが耐えられるかどうかを判断するために2,000回のシミュレーションを実行する場合、彼らは根拠を構築しているのです。 それらの結果を分析するために使用するツールは、彼らが専門的な判断を委ねることができるものでなければなりません。
Tecplotは、その世界を身をもって理解していたボーイング社のエンジニアたちによって設立されました。航空宇宙・防衛分野は、Tecplotが後付けで適応した市場ではなく、このソフトウェアが生まれた環境そのものです。Tecplot 360 は、エンジニアが複雑なシミュレーションデータを詳細に分析し、重要な要素を特定し、説得力のある結論を導き出せるよう、一から設計されました。設計上の決定が現実の世界に直接的な影響を及ぼすプロジェクトにおいて、こうした違いこそがエンジニアリング上の要件なのです。