1.Copernicus轨迹设计与优化系统 5.2版（MSC-26673-1）

Copernicus 5.2是航天器轨迹设计与优化程序Copernicus的新版本。

这是对2021年3月发布的5.1版本的更新。Copernicus 5.2是该工具的一次重大升级，主要包括：

·全新的现代化Python图形用户界面（GUI），现已实现跨平台支持，并可在Windows、Linux和macOS上完整运行； 

·三维图形功能升级，包括抗锯齿显示和天体阴影效果； 

·新增Python功能，如脚本接口（Scripting Interface）、应用程序接口（API）以及插件（Plugins）； 

·集成IPOPT优化方法； 

·许多其他新功能和选项； 

·缺陷修复以及稳定性提升。 

Copernicus能够求解范围广泛的轨迹优化问题。这些问题包括：

·以太阳系中任意行星或卫星为中心的轨迹； 

·受两个或多个天体共同影响的轨迹，例如天平动点轨迹（Libration Point Trajectories，Halo轨道）和远距离逆行轨道（Distant Retrograde Orbits）； 

·地月转移轨迹和行星际转移轨迹； 

·小行星与彗星探测任务轨迹； 

·以及更多类型的轨迹优化问题。 

该软件可在Windows、Linux和macOS平台上使用。

发布级别：美国政府用途发布（美国政府机构、政府承包商以及符合条件的合作单位可以申请使用）。

2.故障模式与影响分析工具（Failure Modes and Effects Analysis Tool，FMEA）

软件编号：MSC-25379-1

该原型故障分析软件工具通过对系统的组成部件、部件之间的连接关系以及其功能进行建模，帮助用户在设计生命周期的早期阶段开展故障模式与影响分析（FMEA）。

该技术能够半自动地生成包含功能和故障模式的模型，从而为FMEA分析提供支持。

发布级别：面向公众公开发布（General Public Release）。

3.TetrUSS计算流体动力学软件（TetrUSS）

软件编号：LAR-16882-1

作为NASA历史上获奖最多的软件，TetrUSS 是一套用于流体动力学和空气动力学分析与设计的计算机程序集合。

该软件被广泛应用于：

·其他政府机构； 

·航空航天工业； 

·高等院校和科研机构； 

·非航空航天领域，包括： 

o汽车工程； 

o生物医学工程； 

o土木工程等行业。 

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

TetrUSS是NASA最著名的CFD（计算流体动力学）软件之一，在航空航天领域的地位相当于结构分析领域的NASTRAN。它最初由NASA兰利研究中心（NASA Langley Research Center）开发，主要用于飞机、火箭、再入飞行器等复杂外流场的数值模拟分析。

4.多航天器、多刚体/柔性体姿态与轨迹动力学及控制综合通用仿真器

软件编号：GSC-16720-1

这是一款用于航天器姿态、轨道动力学以及环境模型仿真的软件。

该软件支持由多个刚体或柔性体组成的多体航天器模型。其环境模型包含太阳系所有行星及主要卫星的星历数据（Ephemerides）。

该仿真器采用开源方式发布，并具有良好的跨计算平台移植性，因此用户可以根据需要进行定制和扩展。

软件的设计目标是支持整个制导、导航与控制（GNC）开发周期，包括：

·快速原型开发； 

·方案设计分析； 

·高保真飞行软件验证。 

发布级别：开源（Open Source）

5.Advanced Graphics for Engineering Analysis（AGEA）工程分析高级图形软件 5.7.3版

软件编号：MSC-27334-1

AGEA是一款三维可视化与分析软件，提供用于实时仿真和预渲染仿真的建模与动画工具。

该软件作为前端应用程序运行，其功能依赖于一组称为IGOAL Graphics Library（IGL）的图形库函数。

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

6.高级生命保障系统尺寸分析工具（ALSSAT）12.0版

软件编号：MSC-25510-1

ALSSAT是一种用于航天器和月球、火星地表基地环境控制与生命保障系统（ECLSS）设计分析的软件模型。

该软件能够对先进生命保障系统（ALS）子系统进行概念设计。这些子系统通过：

·空气循环再生； 

·水循环再生； 

·废弃物处理； 

来降低任务过程中对外部补给资源的需求。

ALSSAT能够研究不同生命保障技术的组合方案，并帮助确定成本效益最高的技术配置。

该软件基于Microsoft Excel电子表格平台开发，并采用Visual Basic编程语言实现。

ALSSAT能够执行：

·多方案权衡分析（Trade Studies）； 

·参数敏感性分析（Parametric Studies）。 

分析指标包括：

·ECLSS质量（Mass）； 

·体积（Volume）； 

·功率需求（Power）； 

·等效系统质量（Equivalent System Mass，ESM）。 

用户还可通过改变输入参数开展参数化研究。

ALSSAT采用模块化架构设计，便于未来维护与功能升级。

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

7.架构自适应计算环境（Architecture Adaptive Computing Environment，ACE）

软件编号：GSC-14911-1

ACE是一种并行计算语言、编译器以及运行时库（Runtime Library）。

ACE的目标是帮助程序员更加容易地为各种并行计算机体系结构编写并行程序。

通过ACE，开发人员无需针对不同硬件架构重复开发并行算法，从而提高软件开发效率和可移植性。

发布级别：开源（Open Source）

8.Arnold反射镜建模软件（Arnold Mirror Modeler Software）

软件编号：MFS-33271-1

该软件用于创建大型轻量化反射镜的复杂有限元模型，并自动生成完整的有限元分析输入文件（Input Deck）。

在该软件出现之前，工程师建立此类模型往往需要数周甚至数月才能完成一次设计迭代。

如今，利用该建模工具，相同工作仅需数分钟即可完成。

软件支持创建多种复杂程度的模型，包括：

·单块反射镜模型； 

o圆形反射镜； 

o六边形反射镜； 

·多镜片阵列模型。 

生成的模型还支持：

·安装连接点局部加强结构； 

·多级网格加密（Mesh Refinement）； 

网格可根据需要进行多次细化（加倍）。

发布级别：美国政府用途发布（U.S. Government Purpose Release）

9.基于断言的单元测试工具（Assert-Based Unit Test Tools）

软件编号：GSC-16689-1

该工具提供了一套用于单元测试的软件框架和辅助工具集。

其核心思想是基于断言（Assertion-Based Philosophy）进行测试，即要求开发人员显式编写验证语句，以判断某个条件是真还是假。

为了使用该工具，开发人员需要将ut-assert库集成到测试框架中，从而生成可执行测试程序。

该工具有助于：

·自动化单元测试； 

·软件验证与确认（V&V）； 

·提高代码质量； 

·降低软件缺陷率。 

发布级别：开源（Open Source）。

10.用于表面建模与笛卡尔网格生成的自动化三角形几何处理软件（Cart3D）

软件编号：ARC-14275-1

Cart3D是一套用于概念设计和初步空气动力学设计的高保真无粘流分析软件包。

它允许用户针对复杂几何模型自动执行计算流体动力学（CFD）分析。

该软件包包括以下工具：

·几何模型导入； 

·表面建模与求交； 

·网格生成； 

·流场仿真。 

Cart3D具有高度自动化特性，因此在大多数现代UNIX工作站或个人计算机上，几何模型获取和网格生成通常仅需几分钟即可完成。

发布级别：美国政府用途发布（U.S. Government Purpose Release）

11.Python、Julia、Matlab、IDL、R、Java、Scala、Fortran和C语言基础比较数据库

软件编号：GSC-18111-1

这是一个代码与测试结果数据库，用于评估多种计算机编程语言的性能，包括：

·Python 

·Julia 

·Matlab 

·IDL 

·R 

·Java 

·Scala 

·Fortran 

·C 

其目标是展示各种编程语言的优势与不足。

测试结果（至少每年更新一次）以及源代码通过NASA网站向相关从业人员公开提供，以帮助用户根据具体任务需求选择最合适的编程语言。

发布级别：开源（Open Source）

12.轴承分析工具（Bearing Analysis Tool，BAT）

软件编号：MFS-31864-1

轴承分析工具（BAT）可用于滚动轴承的详细设计分析，适用于：

·火箭发动机涡轮泵轴承； 

·各类机械设备轴承； 

·其他相关工程应用。 

该软件包含图形用户界面（GUI），能够显著减少建立仿真与设计分析模型所需的工作量。

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

13.低地球轨道之外架构尺寸设计工具（Beyond Low-Earth Orbit Architecture Sizing Tool，BLAST）

软件编号：MSC-25505-1

BLAST是一款用户友好且可配置的航天器尺寸设计工具。

它提供了一个可共享、可重复创建且严谨的端到端多要素任务架构分析框架，已被用于生成低地球轨道（LEO）之外空间运输系统及任务架构的质量数据。

BLAST采用了一种创新的建模方法，将大量MER（Mass Estimating Relationship，质量估算关系）研究成果与参数敏感性分析能力相结合。

通过同时分析多个参数的变化趋势，用户能够即时评估任务方案调整所带来的影响。

发布级别：美国政府用途发布（U.S. Government Purpose Release）

14.面向NASA核心飞行系统的CCSDS SOIS电子数据表实现工具

软件编号：LEW-19710-1

该软件是一组实现CCSDS SOIS工作组电子数据表（Electronic Data Sheets，EDS）规范的工具集。

软件符合CCSDS 876.0标准规范要求。

该代码可与NASA核心飞行系统（Core Flight System，cFS）集成，为航天器软件提供基于EDS的：

·指令管理（Command）； 

·遥测管理（Telemetry）； 

·系统配置管理（Configuration）。 

从而形成稳定可靠的飞行软件解决方案。

发布级别：开源（Open Source）

15.CFACS：翼型曲率平滑约束拟合工具

（Constrained Fitting for Airfoil Curvature Smoothing）          软件编号：LAR-17227-1

CFACS采用基于样条函数（Spline）的翼型平滑方法，并以三阶导数跳变平方和作为曲率平滑度评价指标。

该软件能够：

·消除剧烈的曲率振荡； 

·在仅产生极小几何变化的情况下改善翼型光顺性； 

·对翼型局部区域进行平滑处理； 

·避免在翼型段两端产生新的曲率振荡。 

从视觉效果上看，CFACS能够生成无偏差且平滑的曲率分布曲线。

CFACS可用于：

·优化翼型空气动力学性能； 

·提升翼型设计质量； 

·消除CFD计算中因几何不连续导致的不合理压力场振荡。 

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

16.Chimera网格工具（Chimera Grid Tools）2.2版

软件编号：ARC-16025-1B

Chimera网格工具软件包用于利用重叠网格（Overset Grids）对复杂构型进行计算流体动力学（CFD）分析的前处理和后处理工作。

该软件包包含一系列工具，用于完成：

·几何模型处理（Geometry Processing）； 

·表面网格与体网格生成； 

·网格编辑、操作与诊断； 

·流场求解器输入文件准备； 

·多体动力学输入文件准备与动画显示； 

·流场解可视化； 

·碎片飞行轨迹分析输入准备； 

·Strand网格与AMR（自适应网格加密）笛卡尔网格可视化； 

·流场结果后处理分析，包括： 

o力计算（Forces）； 

o力矩计算（Moments）； 

·收敛历史曲线可视化（Convergence History Visualization）。 

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

17.CMPGEN：风扇、增压级和压气机非设计点性能计算建模工具

软件编号：LEW-19686-1

CMPGEN是一种用于计算轴流风扇（Axial Fan）、增压级（Booster）以及压气机（Compressor）非设计工况性能的建模工具。

用户只需输入简单的设计点参数，即可快速且一致地获得非设计工况性能特性。

生成的部件性能特性图（Performance Maps）可直接用于：

数值推进系统仿真程序（Numerical Propulsion System Simulation，NPSS）

中的燃气涡轮发动机循环分析。

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

18.Cobra代码浏览与分析器：一种可扩展、交互式C代码分析工具

软件编号：NPO-50050-1

该工具为软件开发人员、同行评审人员、测试工程师以及质量保证人员提供一种交互式代码分析方法。

其主要功能包括：

·搜索代码模式（Patterns）； 

·验证代码是否符合编码规范和标准； 

·发现违反规范的代码； 

·识别可疑代码片段。 

Cobra使用针对C语言开发的词法分析器（Lexical Analyzer）对源代码进行扫描分析。

发布级别：美国政府用途发布（U.S. Government Purpose Release）

19.CoCoSim：Simulink验证框架

软件编号：ARC-18277-1

CoCoSim框架集成了用于验证和确认（Verification & Validation，V&V）

·MATLAB Simulink模型； 

·Stateflow模型； 

的分析技术。

CoCoSim可用于：

·自动生成测试用例； 

·评估用户定义安全需求的正确性与有效性。 

该软件采用类似编译器（Compiler）的工作流程设计，通过一系列模型转换步骤，最终实现：

·自动生成源代码； 

·或调用形式化验证工具进行验证。 

发布级别：开源（Open Source）

20.MATLAB非线性飞机仿真模型集

（Collection of Nonlinear Aircraft Simulations in MATLAB）          软件编号：LAR-17463-1

该软件包包含多种飞机的MATLAB六自由度非线性飞行动力学仿真模型。

模型所使用的数据来源于公开文献中的：

·风洞试验数据； 

·飞行试验数据； 

包括：

·飞机几何参数； 

·气动特性； 

·质量与惯量特性； 

·发动机特性。 

所有仿真模型均基于统一框架实现，并提供与商业飞行模拟软件的接口，可读取飞行员操纵输入并生成飞机运动的三维可视化显示。

软件包包含以下飞机模型：

·General Dynamics F-16 Fighting Falcon 

·Convair F-106B Delta Dart 

·Grumman F-14 Tomcat 

·McDonnell Douglas F-4 Phantom 

·NASA FASER 

·NASA HL-20 

·X-31 Enhanced Fighter Maneuverability Demonstrator 

·Vought A-7 Corsair II 

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

21.计算流体动力学（CFD）通用软件库

（Computational Fluid Dynamics Utility Software Library）          软件编号：ARC-14467-1A

该软件是一套工具程序和可重用子程序库（Reusable Subroutine Libraries）的集合。

其主要作用是支持计算流体动力学（CFD）分析，尤其适用于：

·多块结构化网格（Multiblock Structured Grids）计算。 

该技术适用于所有飞行速度范围，包括：

·亚声速（Subsonic）； 

·跨声速（Transonic）； 

·超声速（Supersonic）； 

·高超声速（Hypersonic）。 

发布级别：开源（Open Source）

22.Computational Fluids Laboratory 3-Dimensional（CFL3D）

三维计算流体实验室软件（CFL3D）          软件编号：LAR-16003-1

CFL3D是一套基于结构化网格（Structured Grid）、单元中心格式（Cell-Centered）、迎风偏置格式（Upwind-Biased）的雷诺平均纳维-斯托克斯方程（RANS）求解程序。

该软件支持在多个网格区域上进行并行计算，并可采用以下网格连接方式：

·点匹配连接（Point-Matched Connectivity）； 

·拼接连接（Patched Connectivity）； 

·重叠网格连接（Overset Connectivity）； 

·嵌入式连接（Embedded Connectivity）。 

软件同时支持：

·多重网格方法（Multigrid）； 

·网格序列方法（Mesh Sequencing）。 

上述功能均可在：

·非定常（Time-Accurate）模式； 

·稳态（Steady-State）模式； 

下运行。

发布级别：开源（Open Source）

23.基于构型的空气动力学分析软件（Configuration-Based Aerodynamics，CBAero）

软件编号：ARC-15819-1

CBAero是一款用于预测航空航天飞行器概念设计阶段气动热环境（Aero-Thermodynamic Environment）的软件工具。

飞行器几何模型采用非结构化三角形表面网格（Unstructured Triangulated Surface Mesh）进行定义。

对于亚声速马赫数工况：

采用快速非结构化多极子面元法（Multi-Pole Panel Method），并结合流线追踪方法（Streamline Tracing Formulation）来确定粘性表面流场解。

对于超声速和高超声速工况：

采用多种独立面元法，并结合：

·流线追踪方法； 

·附着线识别方法（Attachment Line Detection）； 

·驻点与附着线加热模型（Stagnation/Attachment Line Heating Models）； 

从而确定飞行器表面的气动热环境。

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

24.CDISC约束直接迭代表面曲率空气动力学设计软件

（Constrained Direct Iterative Surface Curvature）          软件编号：LAR-18693-1

CDISC是一套空气动力学设计软件系统。

当与CFD流场求解器耦合后，可用于飞行器空气动力学优化设计。

其核心设计算法利用预先给定的流场/几何敏感度导数（Flow/Geometry Sensitivity Derivatives），根据设计目标压力与当前分析压力之间的差异，对飞行器几何外形进行自动修改。

目标压力可以：

·由用户直接指定； 

·或通过CDISC内置流场约束功能自动生成。 

这些约束能够使设计满足常见工程指标，例如：

·升力（Lift）； 

·俯仰力矩（Pitching Moment）。 

同时软件还支持几何约束条件，例如：

·机翼厚度（Wing Thickness）； 

·表面曲率（Curvature）。 

从而满足结构设计和制造工艺等其他学科的要求。

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

25.Copernicus轨迹设计与优化系统 5.2版

（Copernicus Trajectory Design and Optimization System）          软件编号：MSC-26673-1

Copernicus 5.2是Copernicus航天器轨迹设计与优化程序的新版本。

该版本是在2021年3月发布的5.1版本基础上的升级。

Copernicus 5.2进行了重大改进，包括：

·全新的基于Python的现代化图形用户界面（GUI）； 

·实现Windows、Linux和macOS平台的完整跨平台支持； 

·三维图形功能升级，包括： 

o抗锯齿显示； 

o天体阴影效果； 

·新增Python功能： 

o脚本接口（Scripting Interface）； 

oAPI接口； 

o插件系统（Plugins）； 

·集成IPOPT优化算法； 

·增加大量新功能与选项； 

·修复缺陷并提升软件稳定性。 

Copernicus能够求解广泛的轨迹优化问题，包括：

·太阳系任意行星或卫星为中心的轨迹； 

·受两个及以上天体引力影响的轨迹； 

·天平动点轨道（Halo Orbit）； 

·远距离逆行轨道（Distant Retrograde Orbit）； 

·地月转移轨道； 

·行星际转移轨道； 

·小行星任务； 

·彗星探测任务； 

·以及更多复杂轨迹问题。 

软件支持：

·Windows； 

·Linux； 

·macOS。 

发布级别：美国政府用途发布（U.S. Government Purpose Release）

26.Core Flight System Simulink Interface Layer（SIL）核心飞行系统Simulink接口层软件编号：GSC-18115-1

该软件是一种软件抽象层（Software Abstraction Layer）。

其作用是允许从Simulink（或其他工具）自动生成的任务级或任务专用代码，通过一组通用包装代码（Wrapper Code）与NASA核心飞行系统（Core Flight System，cFS）进行接口连接。

SIL能够：

·简化代码集成为cFS应用程序的过程； 

·消除对自动生成代码进行人工修改的需求； 

·加快软件集成速度； 

·降低人为错误发生概率。 

发布级别：开源（Open Source）

27.数据并行线松弛求解器（Data Parallel Line Relaxation Code，DPLR）4.0版

软件编号：ARC-16021-1A

DPLR软件包是一套用于计算化学非平衡和热非平衡条件下超声速与高超声速流动的计算流体动力学（CFD）工具集。

DPLR 是NASA高超声速空气动力学和再入热环境分析的重要工具；

软件包包括：

·二维/轴对称有限体积Navier-Stokes求解器； 

·三维结构化网格有限体积Navier-Stokes求解器； 

·前处理程序（Pre-Processor）； 

·后处理程序（Post-Processor）。 

该软件支持：

·隐式边界条件（Implicit Boundary Conditions）； 

·通用多块网格拓扑结构（Generalized Multi-Block Topologies）； 

·与流动特征对齐的网格技术（Grid Alignment to Flow Features）； 

·通用化学反应动力学数据库（Chemical Kinetics Database）； 

·通用热力学性质数据库（Thermodynamic Property Database）。 

发布级别：美国政府用途发布（U.S. Government Purpose Release）

28.dcapp：显示与控制应用程序

（Displays and Controls Application）          软件编号：MSC-26476-1

dcapp为用户提供一个简单接口，用于在台式机或笔记本电脑上构建和运行显示与控制界面。

该软件能够：

·处理用户输入； 

o鼠标点击； 

o键盘输入； 

·根据输入数据实时生成显示画面。 

软件专为UNIX平台设计，特别支持：

·macOS； 

·Linux。 

其内置通信库可与外部系统进行通信，包括：

·Trick仿真系统； 

·EDGE图形系统。 

发布级别：美国政府用途发布（U.S. Government Purpose Release）

29.演化任务轨迹生成器（Evolutionary Mission Trajectory Generator，EMTG）9.0版

软件编号：GSC-18459-1

EMTGv9是一套可扩展保真度（Scalable-Fidelity）的航天轨迹优化软件。

该软件适用于：

·任务方案权衡分析（Trade Studies）； 

·参数敏感性分析（Sensitivity Analysis）； 

·为高保真飞行任务分析工具生成初始轨迹猜测解（Initial Guess）。 

EMTGv9能够设计采用以下推进方式的航天任务：

·高推力化学推进（High-Thrust Chemical Propulsion）； 

·低推力电推进（Low-Thrust Electric Propulsion）。 

发布级别：开源（Open Source）

30.探索可视化环境（Exploration Visualization Environment，EVE）2.15版

软件编号：LAR-19859-1

探索可视化环境（EVE）是一套用于支持空间任务设计与规划的：

·仿真系统； 

·可视化系统； 

·分析系统。 

通过将时变数据（Time-Dependent Data）与高精度图形模型集成到：

·完整比例三维太阳系模型； 

·独立参考坐标系； 

之中，分析人员能够更直观地理解仿真事件与数据之间的关联关系。

EVE 2.15版在以往版本基础上进行了增强，主要包括：

·更强的分析能力； 

·更好的易用性； 

·更完善的输入输出功能。 

软件支持跨平台运行：

·Linux； 

·Windows； 

·macOS。 

发布级别：美国政府用途发布（U.S. Government Purpose Release）

31.扩展可测试性分析工具（Extended Testability Analysis，ETA）8.0版

软件编号：LEW-19241-1

ETA是一款由NASA格伦研究中心开发的软件应用程序。

该软件通过对给定系统的故障传播模型（Fault Propagation Model）进行分析，为故障管理（Fault Management，FM）提供支持。

其主要用途是开展：

·可测试性分析（Testability Analysis）； 

·故障检测能力评估； 

·故障隔离能力评估； 

·系统健康管理分析。 

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

32.故障模式与影响分析工具（Failure Modes and Effects Analysis Tool，FMEA）

软件编号：MSC-25379-1

该原型故障分析软件工具通过建立系统组成部件、部件间连接关系以及功能模型，帮助用户在设计生命周期早期开展故障模式与影响分析（FMEA）。

该技术能够半自动生成包含：

·功能模型（Functions）； 

·故障模式（Failure Modes）； 

的分析模型，从而支持FMEA工作。

发布级别：面向公众公开发布（General Public Release）

33.通用运输机飞行动力学仿真模型

（Flight Dynamics Simulation of a Generic Transport Model）          软件编号：LAR-17625-1

该软件是一套运输机飞行动力学仿真系统。

软件实现了飞行器刚体运动的一般运动方程（General Rigid Body Equations of Motion）。

空气动力载荷采用标准气动系数展开模型，并通过查表方式获得：

·升力系数； 

·阻力系数； 

·力矩系数等。 

软件同时考虑：

·执行机构（Actuator Servo）动力学； 

·传感器带宽特性（Sensor Bandwidth）。 

整个仿真系统采用 Simulink 开发。

该软件并非独立运行程序，必须在 MATLAB Simulink 环境下运行，并依赖其：

·数值计算库； 

·时间步进算法； 

·数值积分算法。 

发布级别：开源（Open Source）

34.fmdtools：故障模式与韧性设计分析工具

软件编号：ARC-18750-1

fmdtools是一套基于Python开发的软件工具包，用于模拟复杂工程系统中危险场景（Hazardous Scenarios）的动态影响，并分析系统的韧性（Resilience）。

为了支持设计早期阶段的工作，fmdtools采用基于功能（Function-Based）的系统建模方法。随着设计方案逐步细化，该模型能够持续演化，提高保真度，并支持：

·基于网络的系统表示（Network-Based Representation）； 

·静态行为模型（Static Behavior Representation）； 

·动态行为模型（Dynamic Behavior Representation）。 

这种基于功能的建模方式还能够在仿真环境中开展早期功能危害分析（Functional Hazard Assessment，FHA），从而支持迭代式设计流程，对不同设计方案的系统韧性进行探索和系统比较。

fmdtools主要由三个部分组成：

1. 模型定义工具（Model Definition Constructs）

用于以简洁的语法描述系统高层结构与行为，实现系统早期建模。

2. 仿真方法（Simulation Methods）

用于：

·评估系统性能； 

·模拟危险事件传播； 

·分析不同运行场景下的系统响应； 

并适用于多种类型的系统模型。

3. 分析方法（Analysis Methods）

用于：

·定量评估系统韧性； 

·汇总关键分析结果； 

·行为可视化； 

·性能指标可视化。 

综合而言，fmdtools构成了一个完整的：

·设计环境（Design Environment）； 

·仿真环境（Simulation Environment）； 

·分析环境（Analysis Environment）； 

帮助工程师在设计过程中评估系统韧性。

发布级别：开源（Open Source）

35.FIAT：全隐式烧蚀与热分析程序 3.0版

（Fully Implicit Ablation and Thermal Analysis Program）          软件编号：ARC-15779-1A

FIAT v3用于模拟由多层各向同性材料构成结构中的一维热能传递过程。

该程序能够模拟：

·前表面烧蚀（Surface Ablation）； 

·材料内部热分解（In-Depth Decomposition）； 

·热传导过程。 

其采用全隐式求解算法（Fully Implicit Solution Algorithm）和通用求解技术，因此具有极高的数值稳定性和鲁棒性。

适用于：

·无人探测器（Robotic Vehicles）； 

·载人飞船（Crewed Vehicles）； 

从太空进入行星大气层时的热防护系统分析。

程序输入材料参数时，可直接从材料数据库文件读取相关数据。

发布级别：美国及国际发布（U.S. and Foreign Release）

36.通用任务分析工具（GMAT）R2022a版

（General Mission Analysis Tool）          软件编号：GSC-19097-1

General Mission Analysis Tool 是一套用于：

·轨迹优化（Trajectory Optimization）； 

·任务分析（Mission Analysis）； 

·轨迹估计（Trajectory Estimation）； 

·轨迹预测（Trajectory Prediction）； 

的软件系统。

分析人员可以利用GMAT完成：

·航天器轨迹设计； 

·轨道机动优化； 

·轨道确定（Orbit Determination）； 

·任务参数可视化； 

·任务方案权衡分析（Trade Space Analysis）。 

GMAT内置大量真实对象模型，例如：

·航天器模型； 

·推进器模型； 

同时还提供分析对象：

·图表（Plots）； 

·报告（Reports）。 

用户通过任务序列（Mission Sequence）命令构建完整任务流程并执行分析计算。

发布级别：开源（Open Source）

37.通用节点网络求解器（GUNNS）19.X版

（General-Use Nodal Network Solver）          软件编号：MSC-26727-1

GUNNS是一套通用网络系统仿真求解器。

该软件结合：

·节点电路分析算法（Nodal Circuit Analysis）； 

·流体—热—电类比理论（Hydraulic-Thermal-Electric Analogy）； 

从而能够使用统一方法模拟：

·流体系统； 

·热控系统； 

·电气系统。 

工程师首先利用Draw.io绘制系统网络图。

随后软件自动生成对应的运行时C++代码，并可直接集成到仿真系统中。

软件内置大量标准元件，包括：

·泵（Pump）； 

·阀门（Valve）； 

·电阻（Resistor）； 

·电容（Capacitor）； 

用户只需通过图形方式连接组件并配置参数即可完成系统建模。

发布级别：开源（Open Source）

38.Genesis飞行动力学仿真与轨迹设计工具 v0.3.0

软件编号：MSC-27061-1

Genesis是一套通用、多飞行器、可变自由度飞行动力学仿真系统，用于轨迹设计与任务分析。

其能够模拟单个行星天体周围的：

·上升段轨迹（Ascent）； 

·气动捕获（Aerocapture）； 

·再入（Entry）； 

·下降（Descent）； 

·着陆（Landing）； 

全过程飞行轨迹。

Genesis采用高度模块化设计，能够方便地适配新飞行器。

软件内置：

·大气环境模型； 

·风场模型； 

·气动力模型； 

·推进系统模型。 

同时支持扩展：

·环境模型； 

·飞行器模型； 

·飞控软件模型。 

Genesis既可用于：

·单条轨迹优化； 

也可用于：

·高性能计算（HPC）环境下的大规模蒙特卡洛分析（Monte Carlo Analysis）。 

该软件整合并替代了NASA此前多套飞行动力学分析程序。

Genesis采用 Julia 语言开发实现。

发布级别：美国政府用途发布（U.S. Government Purpose Release）

39.全球建模计划（GMI）软件

（Global Modeling Initiative Software）          软件编号：GSC-15363-1

全球建模计划（GMI）是一套先进的模块化三维化学输运模型（3D Chemistry and Transport Model，CTM）。

该模型可用于评估各种自然因素和人为因素扰动对大气成分及大气化学过程的影响，包括但不限于：

·航空器排放影响； 

·温室气体变化； 

·大气污染物输运； 

·臭氧层变化； 

·气候相关化学过程。 

发布级别：美国政府用途发布（U.S. Government Purpose Release）

40.戈达德卫星数据模拟单元（SDSU）

（Goddard Satellite Data Simulation Unit）          软件编号：GSC-15874-1

戈达德卫星数据模拟单元（SDSU）是一套综合性的多传感器卫星仪器仿真系统。

该系统能够模拟多种卫星遥感仪器的观测数据。

利用SDSU，可以根据卫星观测的多传感器辐射亮温（Radiance）水平来评估天气预报模型的性能。

同时，该系统还能够帮助遥感研究人员利用大气模型仿真结果：

·开发反演算法（Retrieval Algorithms）； 

·验证反演算法； 

·开展地球科学研究。 

发布级别：开源（Open Source）

41.GTM_Polysim：MATLAB非线性GTM飞机多项式仿真系统 2.0版

软件编号：LAR-17595-1

GTM_POLYSIM是一套针对通用运输机模型（Generic Transport Model，GTM）的非线性飞行动力学仿真系统。

仿真对象为实际飞机5.5%比例缩比模型。

该软件由一系列在 MATLAB 环境中编写和运行的脚本与程序组成。

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

42.HLA2MPC 3.0：IEEE 1516高层体系结构与NASA MPC遥测语言之间的软件桥接工具

软件编号：KSC-14109

HLA2MPC用于连接：

·IEEE 1516高层体系结构（High-Level Architecture，HLA）仿真联盟（Simulation Federation）数据； 

·符合MPC3标准的仿真或可视化工具。 

它为两类系统之间提供数据交换接口。

其中一个典型应用对象是：

Distributed Observer Network

即分布式观察网络（DON）3.1版。

发布级别：开源（Open Source）

43.HybridQ：量子电路混合仿真器

软件编号：ARC-18652-1

HybridQ是一款用于大规模量子电路仿真的高性能软件工具。

其采用多种数值计算方法，包括：

·张量收缩（Tensor Contraction）； 

·量子态直接演化（Direct Quantum State Evolution）； 

·泡利算符展开（Pauli Operator Expansion）。 

软件专门针对高性能计算集群（HPC Cluster）进行了优化设计。

同时提供用户友好的操作界面，使用户无需具备高性能计算背景即可使用该软件。

发布级别：开源（Open Source）

44.IMCE本体建模框架

（IMCE Ontological Modeling Framework）          软件编号：NPO-49756-1

Jet Propulsion Laboratory 的集成模型中心工程（Integrated Model-Centric Engineering，IMCE）计划开发了一套用于模型驱动系统工程（MBSE）的本体（Ontology）框架。

该框架旨在支持JPL的MBSE工程实践与方法体系。

这些本体模型经过专门设计，可支持：

·大规模模型查询（Scalable Query）； 

·自动推理（Reasoning）； 

并符合：

Ontology Web Language

语义标准。

同时该框架还能够扩展并映射到：

·Unified Modeling Language 

·Systems Modeling Language 

标准体系之上。

发布级别：开源（Open Source）

45.不可压缩Navier-Stokes CFD求解器（INS3D）

软件编号：ARC-14020-1

INS3D是一套用于求解三维不可压缩Navier-Stokes方程的CFD程序。

其特点包括：

·采用广义坐标系（Generalized Coordinates）； 

·支持稳态流动（Steady-State Flow）； 

·支持非定常流动（Time-Varying Flow）。 

方程采用人工可压缩性方法（Artificial Compressibility Method）进行构造。

对流项采用：

·迎风偏置通量差分格式（Upwind-Biased Flux-Difference Splitting）。 

求解方法采用：

·隐式线松弛算法（Implicit Line-Relaxation Scheme）。 

软件支持：

·单区域计算（Single-Zone）； 

·多区域计算（Multiple-Zone）。 

区域连接方式包括：

·点连续接口（Pointwise Continuous Interface）； 

·重叠网格接口（Overset Grid Interface）。 

若提供PEGASUS插值数据库，则可自动处理重叠网格连接关系。

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

46.ICAN/JAVA：集成复合材料分析器

（Integrated Composite Analyzer in JAVA）          软件编号：LEW-17247-1

ICAN/JAVA（Java版集成复合材料分析器）主要用于分析：

·纤维增强复合材料（Fiber-Reinforced Composites）； 

·颗粒增强复合材料（Particulate-Reinforced Composites）； 

·树脂基层合复合材料（Resin-Matrix Laminated Composites）。 

在已知局部膜内载荷（Membrane Loads）和弯矩（Bending Moments）的条件下，软件能够分析材料的：

·湿热力学响应（Hygrothermomechanical Response）； 

·力学性能； 

·热学性能； 

·材料特性变化。 

ICAN/JAVA采用Java语言开发，整合了早期纤维增强与颗粒增强版本的功能，并新增：

·冲击分析模型（Impact Modeling）。 

其多因素耦合模型（Multi-Factor Interaction Model）能够考虑：

·温度； 

·湿度； 

·工作环境； 

等因素之间的相互作用，从而分析制造完成后的材料性能变化。

软件提供：

·批处理版本（Batch Mode）； 

·交互式版本（Interactive Mode）。 

并支持结果绘图功能。

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

47.ILIADS 3.0：月球决策支持综合信息架构

（Integrated Lunar Information Architecture for Decision Support）          软件编号：GSC-16210-1

ILIADS 3.0提供用于访问经过CxP（Constellation Program）验证的月球数据集的数据管理能力。

系统能够连接：

·Lunar Mapping and Modeling Project（LMMP）数据门户； 

·OnMoon月球数据服务器。 

ILIADS不仅能够访问月球地形、遥感和科学数据，还提供一系列定量分析工具，用于满足LMMP三级功能与性能需求规范。

其主要用途包括：

·月球着陆场选址； 

·月球基地规划； 

·月面任务分析； 

·月球资源评估。 

发布级别：开源（Open Source）

48.ISS系统集成实验室（ISIL）运行框架（RIM 10）

软件编号：MSC-25380-1

该软件源于位于Sonny Carter培训设施的软件开发与集成实验室（SDIL）。

SDIL负责：

·国际空间站飞行软件开发； 

·软件集成； 

·软件验证。 

由于国际空间站系统极其复杂，需要：

·快速测试环境重构； 

·灵活资源调度； 

·高效工作流管理； 

·配置管理。 

因此开发了Rig Information Management（RIM）电子工作流系统。

该系统将原先分散的人工管理流程升级为：

·数据库驱动（Database-Centric）； 

·Web化管理（Web-Based）； 

·无纸化流程（Paperless Operation）。 

其结果显著提升了：

·测试效率； 

·配置管理效率； 

·飞行软件开发效率。 

该创新曾获得NASA约翰逊航天中心2007年度杰出软件奖（Exceptional Software Award）。

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

49.JEOD：约翰逊工程轨道动力学软件包

（JSC Engineering Orbital Dynamics）          软件编号：MSC-27344-1

JSC Engineering Orbital Dynamics

是一套用于航天器轨道与姿态动力学仿真的数学模型库。

软件包含：

环境模型（Environment Models）

用于模拟：

·引力作用； 

·非引力作用； 

·外部力矩； 

例如：

·地球重力场； 

·月球引力； 

·太阳辐射压； 

·大气阻力。 

动力学模型（Dynamics Models）

用于求解和数值积分：

·轨道运动方程； 

·姿态运动方程。 

相互作用模型（Interaction Models）

用于模拟飞行器与环境之间的相互作用。

工具库（Utilities）

包括：

·数学工具； 

·轨道动力学工具； 

·坐标转换工具。 

JEOD是NASA大量飞行仿真系统的重要基础模块。

发布级别：开源（Open Source）

50.Knife：多面体布尔减运算库

（Knife Boolean Subtraction Library for Polyhedra）          软件编号：LAR-17481-1

Knife库用于对任意封闭三角网格多面体（Watertight Triangular Polyhedra）执行布尔减运算（Boolean Subtraction）。

其主要用途是：

·近场声爆预测（Near-Field Sonic Boom Prediction）； 

·飞行器复杂外形几何处理； 

·CFD几何预处理。 

该软件可处理复杂三维几何模型之间的布尔运算问题。

发布级别：开源（Open Source）

51.Koviz：仿真数据分析、可视化与数据挖掘工具

软件编号：MSC-26621-1

Koviz

是一款用于分析NASA Trick仿真环境数据的可视化工具。

Trick是NASA约翰逊航天中心开发的一套航天器仿真框架，用于支持：

·概念设计； 

·工程设计； 

·测试验证； 

·任务训练。 

Koviz专门针对：

·大规模蒙特卡洛仿真数据； 

·实时仿真分析； 

进行了优化。

主要功能包括：

·数据可视化； 

·曲线分析； 

·参数统计； 

·结果比较； 

·数据挖掘。 

发布级别：开源（Open Source）

52.KSOPT：基于Kreisselmeier-Steinhauser函数的间接数值优化方法 3.1版

（KSOPT: An Indirect Method for Numerical Optimization Using the Kreisselmeier-Steinhauser Function）          软件编号：LAR-18488-1

KSOPT是一种将约束优化问题（Constrained Optimization Problem）转换为无约束优化问题（Unconstrained Optimization Problem）的数值优化技术。

该软件通过将一个或多个目标函数（Objective Functions）转换为简化目标函数（Reduced Objective Functions），其作用类似于目标规划（Goal Programming）方法中的目标约束（Goal Constraints）。

随后：

·将这些简化目标函数加入约束集合； 

·利用Kreisselmeier-Steinhauser（KS）函数构建整个函数集合的包络函数（Envelope Function）； 

从而将复杂的多约束优化问题转化为更易求解的优化形式。

该方法广泛应用于：

·空气动力学优化； 

·结构优化； 

·多学科优化设计（MDO）； 

·飞行器总体优化。 

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

53.LEWICE3D 3.63版

软件编号：LEW-19433-1

LEWICE3D是一套用于预测飞机三维表面结冰过程的软件系统。

在给定：

·飞行条件（Flight Conditions）； 

·气象条件（Meteorological Conditions）； 

·结冰云环境（Icing Cloud Conditions）； 

的情况下，软件能够预测飞机表面的冰层积聚过程。

计算过程包括：

气流分析

利用机体周围气流信息作为输入。

水滴轨迹计算

计算云中水滴接近机体时的运动轨迹。

传热与传质分析

分析机体表面的：

·能量交换过程； 

·水质量积累过程。 

结冰预测

计算：

·冰层质量； 

·冰层分布； 

·冰层几何形状。 

该软件广泛用于：

·民航飞机防冰设计； 

·无人机结冰分析； 

·飞行安全研究。 

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

54.ONEDIM：轻气炮性能分析程序

（Light Gas Gun Performance Code）          软件编号：ARC-18153-1

ONEDIM用于计算两级轻气炮（Two-Stage Light Gas Gun）的性能。

计算过程覆盖：

·一级火药燃烧（Powder Burn）； 

·压缩气体加速； 

·活塞运动； 

·弹丸加速； 

·弹丸出膛。 

该类设备通常用于：

·超高速撞击试验； 

·空间碎片撞击研究； 

·防护结构验证； 

·高速材料实验。 

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

55.低保真空间系统分析工具集

（Low-Fidelity Space Systems Analysis Tools）

这一组工具主要服务于任务架构设计阶段（Mission Architecture Design），用于快速估算和方案比较。

56.行星捕获轨道设计工具

（Body-Centric Insertion Tool）          软件编号：LAR-18741-1

该工具用于设计航天器从日心轨道进入某个行星引力影响范围后的捕获轨道。

用户输入：

·ΔV（速度增量）； 

·或C3能量状态； 

以及目标停泊轨道参数。

软件可计算：

·剩余所需ΔV； 

·捕获机动需求； 

·目标轨道进入能力。 

适用于：

·火星任务； 

·月球任务； 

·行星探测任务。 

发布级别：仅限美国境内发布

57.行星轨道变换工具

（Body-Centric Orbit Change Tool）          软件编号：LAR-18746-1

用于计算轨道变换所需的速度增量（ΔV）。

支持：

·轨道倾角变化（Inclination Change）； 

·近地点调整（Periapsis Change）； 

·远地点调整（Apoapsis Change）。 

发布级别：仅限美国境内发布

58.任务目的地地面保障活动工具

（Destination Campaign Tools）          软件编号：LAR-18752-1

用于估算地面任务保障设备质量。

适用于：

·月球基地建设； 

·火星基地建设； 

·长期探测任务。 

输出为粗略质量估算结果。

发布级别：仅限美国境内发布

59.裂变电源尺寸设计工具

（Fission Power Sizing Tool）          软件编号：LAR-18745-1

用于设计空间裂变电源系统。

输入参数包括：

·使用寿命（Lifetime）； 

·系统架构类型（Archetype）； 

·寿命末期功率需求（EOL Power Demand）。 

软件计算：

·电源系统质量； 

·发电能力； 

·功率特性。 

适用于：

·月球基地核电系统； 

·火星基地核电系统； 

·深空探测器电源设计。 

发布级别：仅限美国境内发布

60.日心轨道分析工具

（Heliocentric Trajectory Tool）          软件编号：LAR-18744-1

该工具利用NASA Ames研究中心维护的Lambert轨迹解数据库。

数据库包含：

·行星轨道转移； 

·近地小行星（NEA）任务； 

·深空探测目标； 

等大量预计算轨迹数据。

软件能够快速估算：

·发射注入ΔV（Injection ΔV）； 

·到达减速ΔV（Insertion ΔV）； 

·飞掠（Flyby）机动效应。 

结果精度约为两位有效数字，主要用于概念设计和方案筛选。

发布级别：仅限美国境内发布

61.ISRU示范工厂尺寸设计工具

（ISRU Demo Plant Sizing Tool）          软件编号：LAR-18734-1

ISRU（In-Situ Resource Utilization，原位资源利用）示范工厂尺寸设计工具用于估算资源利用工厂的：

·质量（Mass）； 

·功率需求（Power Requirement）。 

软件通过拟合已有历史工程数据（Heritage Curve）进行参数化估算。

支持的任务场景包括：

·近地小行星（NEO）； 

·Phobos； 

·Moon表面； 

·Mars表面。 

该工具帮助任务架构设计人员在与专业工程团队沟通之前，快速估算ISRU系统规模。

发布级别：仅限美国境内发布

62.长期居住舱尺寸设计工具

（Long-Duration Habitat Sizing Tool）          软件编号：LAR-18737-1

用于长期载人居住设施设计。

输入参数：

·居住时间（Mission Duration）； 

·航天员人数（Crew Size）。 

支持最多：

10名航天员

的长期驻留任务。

输出包括：

·舱体规模； 

·质量估算； 

·资源需求。 

发布级别：仅限美国境内发布

63.多次点火大型飞行器尺寸设计工具

（Multiburn / Large-Vehicle Sizing Tool）          软件编号：LAR-18733-1

该工具用于大型航天器概念设计。

能够根据：

·多次轨道机动需求； 

·不同有效载荷需求； 

自动估算：

·飞行器尺寸； 

·惯性质量分数（Inert Mass Fraction）； 

·推进剂需求。 

适用于：

·深空运输飞船； 

·月球转移飞船； 

·火星运输飞船。 

发布级别：仅限美国境内发布

64.单程/小型飞行器尺寸设计工具

（One-Way / Small-Vehicle Sizing Tool）          软件编号：LAR-18739-1

用于设计：

·小型探测器； 

·一次性飞行器； 

·单程任务飞行器。 

支持：

·大气层内推进机动； 

·大气层外推进机动。 

输出包括：

·质量估算； 

·功率估算； 

·体积估算； 

·轨道能力估算； 

以及质量分解：

·结构质量； 

·推进剂质量； 

·载荷质量。 

适用于：

·小行星探测器； 

·月球着陆器； 

·一次性科学探测器。 

发布级别：仅限美国境内发布

65.轨道器尺寸设计工具

（Orbiter Sizing Tool）          软件编号：LAR-18736-1

用于快速设计行星轨道器。

考虑内容包括：

·航电系统（Avionics）； 

·科学载荷（Science Payload）； 

·科学设备质量比例。 

最终自动生成：

Baseball Card（项目摘要卡）

用于方案展示和评审。

发布级别：仅限美国境内发布

66.行星起飞/着陆ΔV估算工具

（Planetary Ascent / Descent dV Tool）          软件编号：LAR-18743-1

用于估算：

·行星表面起飞； 

·行星表面着陆； 

所需速度增量（ΔV）。

适用于：

无大气层天体

例如：

·Moon； 

·Phobos； 

·Deimos。 

其结果可作为后续飞行器尺寸设计工具的输入。

发布级别：仅限美国境内发布

67.火星车尺寸设计工具

（Rover Sizing Tool）          软件编号：LAR-18735-1

用于科学探测车（Rover）设计。

软件基于：

·历史科学载荷数据库； 

·科学仪器质量经验关系； 

估算：

·车体总质量； 

·电源系统规模； 

·科学设备配置。 

适用于：

·月球车； 

·火星车； 

·小行星巡视器。 

发布级别：仅限美国境内发布

68.短期居住舱尺寸设计工具

（Short-Duration Habitat Sizing Tool）          软件编号：LAR-18738-1

用于：

20天以内

的短期载人任务居住舱设计。

依据任务期间的人类活动需求估算：

·舱体规模； 

·生命保障需求； 

·资源储备量。 

适用于：

·月面短期驻留； 

·深空演示任务。 

发布级别：仅限美国境内发布

69.太阳能电池/燃料电池/电池组尺寸设计工具

（Solar Cell / Fuel Cell / Battery Sizing Tool）          软件编号：LAR-18740-1

用于空间能源系统设计。

支持：

·太阳能电池阵； 

·燃料电池； 

·蓄电池系统。 

计算内容包括：

·系统质量； 

·功率输出； 

·所需体积； 

·电池组规模； 

·燃料储罐体积； 

·燃料储罐质量。 

同时能够考虑：

·BOL（Beginning of Life，寿命初期）发电能力； 

·EOL（End of Life，寿命末期）发电能力； 

·电源衰减率（Decay Rate）。 

发布级别：仅限美国境内发布

70.热防护系统尺寸设计工具

（Low-Fidelity Space Systems Analysis Tools: Thermal Protection System Sizing Tool）          软件编号：LAR-18742-1

该工具用于热防护系统（Thermal Protection System，TPS）的快速尺寸设计。

软件依据：

·飞行轨迹角（Flight Path Angle）； 

·飞行器质量特性（Mass Properties）； 

进行估算。

输出内容包括：

·热流载荷（Heat Loads）； 

·热环境评估； 

·适用热防护材料推荐。 

主要用于：

·返回舱设计； 

·行星进入器设计； 

·概念设计阶段TPS估算。 

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

71.PMARC 14：低阶势流面元法程序

（Low-Order Potential Flow Panel Code）          软件编号：ARC-14407-1

PMARC是一套三维面元法（Panel Method）空气动力学分析程序。

用于求解：

·机翼（Wings）； 

·飞行器机身（Bodies）； 

周围的势流场（Potential Flow）。

软件支持：

·多物体分析； 

·多构型分析； 

·物体间相对运动模拟。 

由于采用势流理论：

·不计算粘性效应； 

·计算速度极快； 

·适用于概念设计阶段。 

典型应用：

·升力预测； 

·气动布局设计； 

·飞机总体方案设计。 

发布级别：美国及国际发布（U.S. and Foreign Release）

72.MAGIK：机器人图形交互运动学仿真系统 8.1版

（Manipulator Analysis – Graphic, Interactive, Kinematic）          软件编号：MSC-27335-1

MAGIK是一套机器人运动学仿真系统。

主要用于：

International Space Station          机器人操作分析。

软件能够：

·建模机器人系统； 

·定义机器人任务； 

·执行机器人运动学仿真； 

·分析机器人动作； 

·修改机器人构型。 

支持：

·任意自由度（n-jointed）机械臂； 

·内置控制算法； 

·高保真三维图形显示。 

图形引擎来自NASA约翰逊航天中心开发的：

Advanced Graphics for Engineering Analysis

典型应用：

·Canadarm机械臂操作分析； 

·空间站舱外作业规划； 

·机械臂避碰分析。 

发布级别：仅限美国境内发布

73.MBJEOD：多体动力学与轨道动力学集成模块

（An Integrated Multibody and Orbital Dynamics Simulation Module）          软件编号：MSC-25732-1

MBJEOD是：

·多体动力学软件 MBDyn； 

·轨道动力学软件 JEOD； 

之间的接口层（Interface Layer）。

其作用是实现：

·多体结构动力学； 

·轨道动力学； 

的联合仿真。

软件能够传递：

·力（Force）； 

·力矩（Torque）； 

·运动状态（Motion States）。 

典型应用：

·空间机械臂； 

·大型可展开结构； 

·柔性太阳翼； 

·在轨组装系统。 

发布级别：美国政府用途发布（U.S. Government Purpose Release）

74.MIPP-D：火星原位资源利用推进剂生产离散事件仿真

（Mars ISRU Propellant Production Discrete Event Simulation）          软件编号：KSC-14131

MIPP-D是一套基于Simio平台开发的离散事件仿真（DES）模型。

用于模拟：

火星表面推进剂生产工厂。

研究对象包括：

·化学反应过程； 

·原料输入； 

·产品输出； 

·工厂运行逻辑。 

目标产品为：

用于火星上升飞行器（Mars Ascent Vehicle）的火箭推进剂。

软件数据来源包括：

·NASA工程规范； 

·原型化工厂数据； 

·NASA专家经验； 

·公开文献资料。 

当前重点关注：

·推进剂生产流程； 

而不详细模拟：

·原料采集系统； 

·废弃物处理系统。 

发布级别：美国政府用途发布

75.MRET：混合现实工程工具包

（Mixed Reality Engineering Toolkit）          软件编号：GSC-18169-1

该工具包用于构建：

·增强现实（AR）系统； 

·虚拟现实（VR）系统。 

实现：

·航天器设计数据集成； 

·实时遥测数据集成； 

·工程协同工作。 

支持整个任务生命周期：

概念设计阶段

Pre-Phase A

集成测试阶段

Integration & Test

任务运行阶段

Tele-Robotic Operations

典型应用：

·数字孪生（Digital Twin）； 

·任务监控； 

·在轨操作支持。 

发布级别：美国政府用途发布

76.MRET 2.0：混合现实探索工具包

（Mixed Reality Exploration Toolkit）          软件编号：GSC-18602-1

MRET 2.0是在前代基础上的升级版本。

利用：

·虚拟现实（VR）； 

·增强现实（AR）； 

技术，为NASA科学和工程任务提供统一平台。

其核心能力包括：

NASA模型集成

支持：

·科学模型； 

·CAD工程模型； 

统一导入。

AR/VR工具集

包括：

·测量工具； 

·月球照明模型； 

·行星照明模型。 

数据集成

接入NASA数据源。

实时遥测可视化

通过NASA的：

GMSEC

框架接入实时与历史遥测数据。

实现：

·实时状态显示； 

·远程协作； 

·数字孪生可视化。 

发布级别：开源（Open Source）

77.模块化仪器与控制系统（MICS）

（Modular Instrumentation/Controller System）          软件编号：MSC-25413-1

该创新项目提出了一种小型计算机系统架构，其特点是采用模块化设计（Modular Design），以支持灵活重构和快速配置。

目前核心模块包括：

·电源模块（Power） 

·中央处理器模块（CPU） 

·通信模块（Communications） 

此外，还可以根据具体项目需求添加其他功能模块。

这种设计理念有助于：

·提高系统可扩展性； 

·降低开发成本； 

·加快系统集成速度； 

·支持任务定制化配置。 

无需签署许可协议即可获取。

发布级别：公众开放（General Public Release）

78.NASA缩略语浏览器扩展

（NASA Acronyms Browser Extension）          软件编号：KSC-14126

这是一个适用于：

·Firefox浏览器 

·Chrome浏览器 

的轻量级扩展程序。

其功能是自动查询NASA官方缩略语数据库中的术语定义。

用户只需选中NASA相关缩写，即可显示其完整释义。

数据来源：

NASA Acronyms Database

例如：

·GNC 

·ECLSS 

·TPS 

·ISRU 

·MMOD 

等NASA常用术语均可即时查询。

发布级别：开源（Open Source）

79.NASA Lewis稳态热管分析程序（LERCHP）

（NASA Lewis Steady-State Heat Pipe Code）          软件编号：LEW-15625-1

LERCHP用于预测热管（Heat Pipe）的稳态性能。

软件既可以：

·作为独立设计工具运行； 

·作为大型散热器分析程序的子程序使用。 

为了提高热管建模精度，软件支持多种毛细芯结构（Wick Structures）：

·烧结芯 

·沟槽芯 

·网状芯 

·用户自定义芯结构 

同时支持多种工质（Working Fluids）：

·钾（Potassium） 

·钠（Sodium） 

·锂（Lithium） 

并考虑：

·单体—二聚体平衡（Monomer-Dimer Equilibrium） 

现象。

典型应用：

·卫星热控系统 

·深空探测器热控系统 

·核电推进热管理系统 

发布级别：仅限美国境内发布（U.S. Release Only）

80.NASA结构分析程序（NASTRAN）

（NASA STRuctural ANalysis）          软件编号：LAR-16804-GS

NASTRAN

是NASA在20世纪60年代末资助开发的大型有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）软件。

其最初目的是服务于美国航空航天工业。

NASTRAN提供全面的结构仿真能力，包括：

·静力分析； 

·模态分析； 

·屈曲分析； 

·频响分析； 

·随机振动分析； 

·热应力分析； 

·非线性分析。 

后来发展出多个商业分支，例如：

·MSC Nastran 

·NX Nastran 

今天全球绝大多数航空航天企业都在使用其技术体系。

发布级别：开源（Open Source）

81.NASA.rb（原fUnit）

软件编号：GSC-15137-1

NASA.rb（原名fUnit）是一套用于Fortran程序单元测试（Unit Testing）的框架。

其主要功能包括：

·自动构建测试案例； 

·自动执行测试； 

·自动生成测试报告。 

针对科学计算软件进行了专门优化，支持：

·参数化测试； 

·并行程序测试； 

·高性能计算环境测试。 

适用于：

·CFD程序开发； 

·轨道动力学软件开发； 

·科学计算软件验证。 

发布级别：开源（Open Source）

82.NetworKing：SCaN空间通信网络游戏

软件编号：ARC-16778-1

NetworKing是一款NASA开发的教育类3D互动游戏。

玩家需要建设自己的空间通信网络。

随着网络规模扩大：

·航天器客户数量增加； 

·收入增加； 

·可以建设更多基础设施。 

游戏过程中会随机出现：

·有利事件； 

·不利事件； 

帮助玩家理解：

·深空通信网络； 

·卫星中继系统； 

·网络资源管理。 

其主要目的是科普NASA的：

Space Communications and Navigation Program

（空间通信与导航计划）。

发布级别：公众开放（General Public Release）

83.非平衡辐射输运与光谱分析程序（NEQAIR）

（Nonequilibrium Radiative Transport and Spectra Program）          软件编号：ARC-15262-1B

NEQAIR是NASA过去35年来最重要的辐射加热分析软件之一。

其主要任务是计算：

·辐射发射（Emission） 

·辐射吸收（Absorption） 

·受激发射（Stimulated Emission） 

过程。

软件采用：

逐谱线计算（Line-by-Line Radiation Analysis）

方法。

能够分析化学组分在不同能级之间跃迁产生的辐射现象。

因此可以计算：

·辐射热流密度（Radiative Heat Flux） 

·发射光谱（Emission Spectrum） 

·再入等离子体辐射环境 

典型应用：

地球再入

例如：

·Orion          返回地球。 

火星进入

例如：

·火星着陆器进入大气层。 

高超声速飞行器

例如：

·超高速再入飞行器； 

·行星进入探测器。 

NEQAIR v15重点改进了：

·稳定性（Stability） 

·求解鲁棒性（Robustness） 

·易用性（Usability） 

·运行模式配置 

发布级别：美国及国际发布（U.S. and Foreign Release）

NPSS电力系统分析工具箱

（NPSS Electrical Power System Analysis Toolbox）          软件编号：LEW-19857-1

该工具箱用于在NPSS（Numerical Propulsion System Simulation）环境下分析航空器电气化方案。

它能够与传统燃烧推进系统模型集成，实现：

·发动机与电力系统联合仿真； 

·混合动力推进分析； 

·全电推进概念研究。 

主要功能包括：

电力系统尺寸设计

根据设计点（Design Point）的负载需求自动确定：

·发电机容量； 

·电机容量； 

·配电系统容量； 

·储能系统规模。 

非设计点性能分析

在不同工况下计算：

·可用电功率； 

·电力分配能力； 

·系统效率变化。 

典型应用：

·混合电推进飞机（Hybrid-Electric Aircraft） 

·全电飞机（All-Electric Aircraft） 

·分布式电推进（DEP） 

发布级别：开源（Open Source）

84.NPSS：数值推进系统仿真平台

（Numerical Propulsion System Simulation）          软件编号：LEW-17051-1

Numerical Propulsion System Simulation

是NASA格伦研究中心（Glenn Research Center）开发的大型推进系统仿真平台。

其目标是建立一个供：

·美国政府机构； 

·航空航天工业； 

·高校研究机构； 

共同使用的发动机数字化设计环境。

核心功能

NPSS主要用于：

·推进系统分析； 

·发动机设计； 

·热力循环分析； 

·系统级优化。 

适用对象包括：

·涡扇发动机 

·涡喷发动机 

·涡轴发动机 

·火箭发动机 

·组合循环发动机 

最大特点：多学科耦合

传统发动机分析通常仅关注热力循环。

NPSS则支持多个学科联合分析：

·空气动力学（Aerodynamics） 

·结构力学（Structures） 

·传热学（Heat Transfer） 

·控制系统（Controls） 

·推进系统（Propulsion） 

属于典型的：

MDO（Multidisciplinary Design Optimization，多学科设计优化）平台。

数值缩放（Numerical Zooming）

这是NPSS最著名的思想之一。

可以在不同保真度模型之间切换：

系统级模型（0D）          ↓          部件级模型（1D）          ↓          二维模型（2D）          ↓          CFD模型（3D）

即：

发动机总体性能分析时采用快速0D模型；

而压气机、燃烧室、涡轮等关键部件则可调用高保真分析模型。

这在1990年代属于非常先进的数字工程思想。

发布级别：美国政府用途发布（U.S. Government Purpose Release）

85.NPSS工程元件、模型与接口库

（NPSS Elements, Models, and Interfaces）          软件编号：LEW-17051-1A

这是NPSS 2.8版本之前配套提供的工程组件库。

内容包括：

工程元件（Elements）

例如：

·压气机 

·涡轮 

·燃烧室 

·喷管 

·换热器 

示例模型（Sample Models）

用于：

·教学 

·研究 

·快速验证 

软件接口（Interfaces）

实现NPSS与其它工程软件的数据交换。

这些内容后来被整合进NPSS主体平台。

发布级别：美国政府用途发布

86.OMINAS：开放式模块化图像导航与分析系统

（Open-Source Modular Image Navigation and Analysis System）          软件编号：NPO-50136-1

OMINAS开发的主要目标是：

将“分析算法”与“任务数据格式”分离。

这样同一套分析软件能够用于多个不同航天任务。

对于新任务，仅需开发对应的数据转换器（Translator）。

无需重新开发整个分析系统。

主要功能包括：

·天文图像分析； 

·图像导航； 

·数据处理； 

·科学工具开发。 

同时提供：

·API接口； 

·开发框架； 

方便研究人员开发新的分析工具。

发布级别：开源（Open Source）

87.OpenSPIFe：开放式探索任务规划与调度平台

（Open Scheduling and Planning Interface for Exploration）          软件编号：ARC-15795-1B

Open Scheduling and Planning Interface for Exploration

是一套任务规划与调度工具。

其开发过程中吸收了NASA多个任务项目数百小时的专家经验。

主要应用于：

·航天任务计划制定； 

·资源调度； 

·工作流安排； 

·任务执行管理。 

特点包括：

·面向实际操作人员设计； 

·可视化计划管理； 

·复杂任务依赖关系管理； 

·自动调度能力。 

类似于：

·航天版Microsoft Project； 

·航天版项目调度系统。 

发布级别：开源（Open Source）

88.基于快速神经网络代理模型的最优实验设计

（Optimal Experimental Design with Fast Neural Network Surrogate Models）          软件编号：LEW-20316-1

该技术面向：

最优实验设计（Optimal Experimental Design，OED）

问题。

目标是：

·降低实验成本； 

·提高实验效率； 

·减少结果不确定性。 

技术特点

神经网络代理模型

利用神经网络训练：

高保真物理仿真          ↓          神经网络代理模型

代理模型可快速预测实验结果。

ACE优化算法

使用：

Approximate Coordinate Exchange（ACE）

算法搜索最优实验方案。

适用于：

·大规模设计空间； 

·多参数优化； 

·穷举搜索不可行的问题。 

典型应用

尤其适用于：

材料科学

例如：

·复合材料设计； 

·新材料开发； 

·热防护材料优化。