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SpaceX simuliert Raketenantriebe mithilfe von NVIDIA-GPUs

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gtc2015SpaceX hat große Pläne, wenn es um die Eroberung des Weltraums geht. Inzwischen bietet man kommerzielle Versorgungsflüge zu internationalen Raumstation sowie Satellitenstarts auf verschiedensten Umlaufbahnen an. Anstatt alte Antriebe in den eigenen Raketen zu verwenden, entwickelt und baut SpaceX seine Raketenantriebe selbst.

Eines der größten Ziele von SpaceX ist der Mars. Diesen zu erreichen, stellt besondere Herausforderungen an die Haltbarkeit und den zur Verfügung stehenden Schub der Antriebe. Um den Treibstoff für den Rückweg nicht schon auf dem Hinweg mitführen zu müssen, wird das Methan auf dem Mars gewonnen und in einem möglichst effizienten Antrieb verwendet. Bei der Entwicklung des Antriebs spielt die Simulation der Verbrennungsprozesses eine wichtige Rolle. Eine Simulation reduziert die echten Tests und bietet einen Blick in das Innere des Antriebs, der mit Sensoren nicht möglich ist.

SpaceX auf der GTC 2015
Bildergalerie: SpaceX auf der GTC 2015.

Eine Rolle spielen dabei auch die Zeiträume über die eine Simulation ausgeführt werden müssen. Schwingungen im System reichen von wenigen Nanometern bis hin zu Zentimetern – abhängig beim Bauteil des Antriebs. In einer Gesamtsimulation muss die Spanne an Schwingungen aber abgebildet werden. Im Verbrennungsraum selbst sollen Wirbel der Gase simuliert werden. Auch hier müssen Kompromisse zwischen Genauigkeit und dem Gesamtüberblick in einer Kammer mit der Länge von einem Meter gemacht werden. Wird das Verhalten des Gases in der Auflösung von Nanometern über die komplette Verbrennungskammer gemacht, fallen schnell Daten in Höhe von Petabyte an.

Messbereiche müssen also eingeschränkt werden, ohne das dabei potenziell wichtige Informationen verloren gehen. Eine strukturiertes Messgitter kommt also eventuell auf eine Unmenge an Daten, während der unstrukturiertes Messgitter eventuell Informationen missen lässt. Adaptive Grid, also ein Messgitter das sich den Bedürfnissen anpasst, könnte die Lösung des Problems sein. Das System selbst entscheidet in einer Art Kompression, welche Bereich engmaschig simuliert werden müssen und welche nicht. Diese Berechnung der Kompression wird nicht durch den Nutzer definiert, sondern von der Simulation abhängig von den Messdaten selbst erstellt.

SpaceX auf der GTC 2015
Bildergalerie: SpaceX auf der GTC 2015.

Noch einmal zurück zum Beispiel der Brennkammer, die SpaceX entwickelt. Bestimmte Bereiche der Brennkammer verhalten sich bei der Physik der darin befindlichen Gase recht einfach und linear. Andere Bereiche wiederum sind durchsetzt von Turbolenzen und müssen genauer betrachtet werden.

Neben der Simulation von Temperaturen und Drücken spielt auch die chemische Verarbeitung der Brennstoffe innerhalb der Brennkammer eine wichtige Rolle. Methan und Sauerstoff verbinden sich zu 53 Molekülen und Molekülketten aus 325 unterschiedlichen Reaktionen. Auch diese werden auf der GPU berechnet - parallel zur Simulation der oben genannten Temperaturen und Drücke.

Was früher die Rechenleistung eines kompletten Rechenzentrums in Anspruch nahm, wird von SpaceX nun auf einer einzigen Grafikkarte bzw. in einer Workstation berechnet.

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Kommentare (10)

#1
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Registriert seit: 31.05.2012

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Beiträge: 240
Gratuliere! Geht sicherlich nur auf einer Nvidia GPU!
#2
Registriert seit: 12.06.2010

Obergefreiter
Beiträge: 109
Zitat Am2501;23293306
Gratuliere! Geht sicherlich nur auf einer Nvidia GPU!

Klasse Beitrag...:hmm:

Verwenden die CUDA?
#3
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Registriert seit: 17.07.2005

Hauptgefreiter
Beiträge: 237
Aha? Es gibt nichtmal ansatzweise Informationen darüber welche GPU verwendet wird und warum? Also ist das hier mal wieder eine Troll-News. Hauptsache NVIDIA wird noch einmal erwähnt. Wenn es eine AMD Karte gewesen wäre, hätte es sicherlich keine News dazu gegeben. NVIDIA ist ja so toll... NICHT.
#4
Registriert seit: 13.06.2006
Würzburg
Fregattenkapitän
Beiträge: 3033
Zitat kaotika;23293530
Verwenden die CUDA?


Oder rechnen die in SP? :fresse:
#5
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Registriert seit: 01.01.2007
Exil
Der Saft ist mit euch!
Beiträge: 8351
Zitat Kodak;23293848
Hauptsache NVIDIA wird noch einmal erwähnt. Wenn es eine AMD Karte gewesen wäre, hätte es sicherlich keine News dazu gegeben.
Sind wir ein bisschen paranoid, ja?
#6
Registriert seit: 01.01.1970


Beiträge:
Zitat Kodak;23293848
Aha? Es gibt nichtmal ansatzweise Informationen darüber welche GPU verwendet wird und warum? Also ist das hier mal wieder eine Troll-News. Hauptsache NVIDIA wird noch einmal erwähnt. Wenn es eine AMD Karte gewesen wäre, hätte es sicherlich keine News dazu gegeben. NVIDIA ist ja so toll... NICHT.


#7
Registriert seit: 12.06.2010

Obergefreiter
Beiträge: 109
Kann hier einer mal was sinnvolles antworten...
#8
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Registriert seit: 26.05.2013

Kapitän zur See
Beiträge: 3200
Zitat Am2501;23293306
Gratuliere! Geht sicherlich nur auf einer Nvidia GPU!


ist doch völlig Latte, die Öffentlichkeit bekommt solche Demos eh nie zu Gesicht.

angucken ja, selber ausprobieren nein
#9
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Registriert seit: 17.02.2014
D:\MV\HST
Hauptgefreiter
Beiträge: 192
Wie passt der Inhalt der News jetzt zur Überschrift? Doll ist nicht, oder? Ich muss da Kodak schon beipflichten.


Folie 1: NASA Mars Architecture
Image Credit: Kerbal Space Program

Finde ich gut. :D
#10
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Registriert seit: 12.12.2008
Wien
Kapitänleutnant
Beiträge: 1572
Zitat Kodak;23293848
Aha? Es gibt nichtmal ansatzweise Informationen darüber welche GPU verwendet wird und warum? Also ist das hier mal wieder eine Troll-News. Hauptsache NVIDIA wird noch einmal erwähnt. Wenn es eine AMD Karte gewesen wäre, hätte es sicherlich keine News dazu gegeben. NVIDIA ist ja so toll... NICHT.

Die Infos kommen von der aktuellen GPU Technology Conference von Nvidia, welche vor allem für professionelle Anwender gedacht ist.
Ich hab schaue mir die Themen aus dem Life Science Bereich an und es waren wirklich interessante Beiträge dabei.

Und wenn AMD solche mehrtägigen Konferenzen für Anwender organisieren würde, würde ich sie mir auch gerne ansehen, nur leider gibt es nichts dergleichen von AMD.
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