原標題:這面國旗咋個這麼伸展?
12月4日,國家航天局公布了探月工程嫦娥五號探測器在月球表面國旗展示的照片。看到照片,不少網友都問:「這面國旗咋個這麼伸展呢?」
帶著網友疑問,記者第一時間聯繫到了這面五星紅旗的研製單位——中國航天科工集團航天三江九部,為你帶來最專業的解答——因為它不一般。
一面真正的旗幟
專家們說,「嫦娥五號」國旗是一面真正的旗幟。這是「織物版」五星紅旗首次在月球成功展示。
與普通五星紅旗相比,它也不一般。因為,宇宙擁有很強的電磁輻射,以及月球表面有著正負150攝氏度溫差等惡劣環境,這就決定了普通國旗無法在月球上使用。
在國旗展示系統立項初期,科研團隊為此設計了多種展示形式,但通過高低溫試驗後發現,只有捲軸形式展開的國旗比較平整,不會出現褶皺等情況。但如何保證國旗展開時擁有足夠的強度,保持平整,研製團隊圍繞這一問題做了很多理論研究和模擬試驗。他們在研究中發現,雖然有些纖維材料的強度很高,但染色性能較差,染色性能較好的纖維材料,強度又達不到要求,因此,單一纖維和紡織工藝都無法滿足月面環境的要求。同時,還要保證國旗捲起時在正負150攝氏度溫差環境下不會粘連在一起。
國旗展示系統項目指揮馬威表示,「國旗展示系統是艙外單機系統,自運載火箭拋掉整流罩後,從地月轉移軌道進入月球軌道,再到探測器著陸在月球上,它都一直暴露在極端惡劣環境中。我們通過試驗發現,如果把地球上使用的國旗放在月球上,它的顏色在很短時間內就會褪色、串色,甚至分解。」
為找到適合在月球上使用的纖維材料,研發團隊攜手其他單位開展關鍵技術聯合攻關,並諮詢了眾多科研機構和國內知名企業。
國旗展示系統技術負責人程昌表示,科研團隊在選材上花費的時間就超過一年,最終挑選出了二三十種纖維材料,然後通過做包括熱匹配性,耐高低溫、防靜電、防月球塵埃等在內的物理試驗,科研團隊最終決定採用某新型複合材料。既能滿足強度要求,又能滿足染色性能要求,從而保證國旗能夠抵禦月表惡劣的環境,做到不褪色、不串色、不變形。
一秒內完成一系列步驟
保證可靠性是整個國旗展示系統的第一任務,整套系統涉及解鎖、支架展開、支架固定等步驟。如果支架無法在月球上成功展開,一切都將前功盡棄。
「但更大的挑戰在於,每一個動作都要確保工作正常,而且這一系列動作都必須在1秒鐘內完成。」國旗展示系統項目負責人李雲峰說。
火工品是整個國旗展示系統中最基礎的一環。如果它無法起爆解鎖,後續動作就無從談起。程昌說,國旗展示系統使用的火工品在國內同等用途和功能中屬於最小之一。小,意味著它對環境適應性十分敏感,稍有不慎就可能失效,尤其是面對月球惡劣的溫差環境,更需要保證地面給它指令時就能成功起爆。
面對這一難題,研製團隊通過將火工品放在-200攝氏度左右的液氮罐裡和高溫環境下進行了幾十次試驗,模擬它在月球極大溫差環境下能否正常使用。
與此同時,在國旗展示系統中與火工品同樣重要的2根扭簧則是機構支架展開的關鍵動力源。彈簧的彈性係數在-5攝氏度到25攝氏度的範圍內一般不會發生變化,如果超過100攝氏度和低於-30攝氏度都會導致彈簧材料的強度降低,彈性係數也隨之降低。工業設備中常用的扭簧肯定無法滿足國旗展示系統展開機構的要求。為此,研製團隊找到彈簧生產廠家按照要求專門定製,然後在試驗室裡對其進行高低溫、長期壓緊、拉伸等試驗,以及經常觀察它的力學變化情況,以保證扭簧的可靠性。(四川日報全媒體記者 朱雪黎)
(責編:高紅霞、羅昱)