Avaruussimulaatiolle 30 miljoonaa tuntia supertietokoneaikaa
Ilmaiseksi myönnetyn laskenta-ajan rahallinen arvo on noin miljoona euroa. Cray XE6 -tyyppinen Hermit on yksi Euroopan tehokkaimmista supertietokoneista: siinä on 113 664 laskentaydintä ja se suorittaa yli miljoona miljardia laskutoimitusta sekunnissa. Kone sijaitsee Stuttgartissa Saksassa.
Ilmatieteen laitoksen avaruustutkimuksen erikoisalaa ovat mittavat tietokonesimulaatiot, joilla mallinnetaan hiukkasten ja sähkömagneettisten kenttien käyttäytymistä Maan ja muiden aurinkokunnan kappaleiden lähellä avaruudessa. Simulaatiomallien avulla tutkitaan mm. revontulten syntyyn osallisia prosesseja. Samalla kehitetään menetelmiä avaruussään ennustamiseen, jotta esimerkiksi satelliitteja osataan suojata haitallisilta hiukkasryöpyiltä.
Maan lähiavaruutta mallintava avaruussimulaatio laskennallisesti raskain
Ilmatieteen laitoksen uusin ja myös laskennallisesti raskain avaruussimulaatio on Maan lähiavaruutta mallintava Vlasiator. Nimi viittaa Vlasovin yhtälöön, jonka avulla malli ratkaisee avaruudessa liikkuvien hiukkasten nopeusjakaumat. Näin Maan magneettikentän vaikutusalueella liikkuvan plasman eli sähköä johtavan harvan kaasun ominaisuuksia saadaan selvitettyä monipuolisemmin kuin vanhemmilla simulaatiomalleilla, joissa plasman ominaisuuksia kuvataan tiheyden ja lämpötilan avulla. Vlasiator on maailman ensimmäinen Vlasovin yhtälöön perustuva simulaatio, joka pystyy mallintamaan koko Maan magneettikehän kolmiulotteisesti, ja samanaikaisesti hiukkasjakaumat kuusiulotteisesti. Vlasiator on kehitetty Euroopan tutkimusneuvoston (European Research Council) vuonna 2008 myöntämällä lähes miljoonan euron Starting grant -rahoituksella. Hanketta rahoittaa myös Suomen Akatemia.
Vlasiator-mallia voidaan ajaa myös Ilmatieteen laitoksen omilla supertietokoneilla. PRACE:n tarjoamat suurteholaskennan eurooppalaista kärkeä edustavat resurssit tarjoavat kuitenkin mahdollisuuden tarkempiin ja nopeampiin mallinnuksiin.”Saamallamme laskenta-ajalla siirrymme ikään kuin pikkuautosta maailman tehokkaimpaan autoon. Näillä resursseilla ajamme ensimmäisinä maailmassa suuren skaalan avaruussimulaation, jossa myös pienen skaalan ilmiöt nähdään ensimmäistä kertaa tarkasti. Tulemme esimerkiksi näkemään magneettikehää ympäröivän shokkiaallon ominaisuuksia paljon aiempaa tarkemmin. Alustavat tuloksemme ovat jo osoittaneet, että plasman pienen skaalan ilmiöillä voi jo shokin muodostumisessa olla merkittävä rooli, joka voi vaikuttaa myös magneettikehän sisään virtaavan plasman ominaisuuksiin”, kertoo Vlasiator-hankkeen johtaja, akatemiatutkija Minna Palmroth.
Lisätietoja:
Yksikön päällikkö Minna Palmroth, puh. 029 539 4696, 040 531 1745, minna.palmroth@fmi.fiTutkija Sebastian von Alfthan, puh. 029 539 2078, 050 361 8196, sebastian.von.alfthan@fmi.fi