在表取采樣完成后，嫦娥六號著陸器攜帶的五星紅旗在月球背面成功展開，閃耀鮮艷的“中國紅”。
月面溫差大、輻射強，普通材質的國旗難以滿足要求，這面中國首次在月球背面獨立動態(tài)展示的國旗有何獨特之處？記者采訪了國旗背后的研制團隊。
月背展示的五星紅旗材料是巖石？
嫦娥六號國旗展示系統由
中國航天科工集團旗下的中國航天三江集團聯合武漢紡織大學等單位共同研制。
“在奔月、繞月及落月的過程中，高低溫反復交替，國旗對環(huán)境的耐受性要求就更高。”武漢紡織大學紡織新材料與先進加工技術國家重點實驗室主任、中國工程院院士徐衛(wèi)林告訴記者，在尋找合適材料過程中，團隊根據月球資源原位利用原則，終決定采用與月壤化學成分相近的玄武巖作為嫦娥六號國旗的核心材料。
徐衛(wèi)林介紹，與嫦娥五號國旗采用芳綸為主的新型復合材料相比，嫦娥六號國旗采用玄武巖材料具有明顯優(yōu)勢，也面臨很多新的挑戰(zhàn)，比如玄武巖纖維具有非常優(yōu)異的隔熱抗輻射性能，能夠抵御月表惡劣環(huán)境，但屬于無機纖維，表面光滑、脆性較大、耐磨性差，難以紡制超細絲、紡紗、織造以及構筑高牢度的顏色。
月面國旗團隊成員曹根陽教授說，嫦娥六號在月球背面展示的國旗是能耐受高真空、高低溫循環(huán)、強劑量紫外輻照等極端環(huán)境的“石頭版”高品質織物國旗，是由以玄武巖為主的復合材料制造。和嫦娥五號上的國旗規(guī)格一樣，嫦娥六號月面展示國旗大小也是300mm x 200mm。不過，玄武巖纖維的密度超出嫦娥五號國旗原料密度近一倍。
“可以說這是一面技術含量很高的‘石頭版’織物國旗。”徐衛(wèi)林說。
“搓石成線”直徑僅發(fā)絲的三分之一
同樣是“織物版”五星紅旗，用巖石“編織”的國旗重量按說會偏重，但后制作出來的展示國旗重量只有11.3克，比同規(guī)格的嫦娥五號國旗還要輕0.5克。
“團隊研發(fā)出的玄武巖纖維是直徑只有頭發(fā)絲三分之一的超細玄武巖纖維。”曹根陽解釋，為把玄武巖變成纖維，團隊將玄武巖石塊倒入熔爐中進行高溫熔融，當熔爐溫度達到1600℃左右時，玄武巖呈液態(tài)流動，再通過噴絲板拉出極細的玄武巖長絲。在纖維拉絲完成后，還需要進行特殊表面處理，以進一步提高玄武巖纖維的柔韌性能。
為了獲得更細的玄武巖纖維，研究團隊將實驗室“搬”到企業(yè)的玄武巖熔爐旁，不斷改良拉絲設備、優(yōu)化制造方式，創(chuàng)新設計了噴絲板內腔結構，并進行了梯形優(yōu)化，再配合爐內分布式精準控溫，成功實現了超細玄武巖纖維的穩(wěn)定量產；為有效保護玄武巖長絲，團隊利用柔性水溶性長絲和芳綸短纖分層防護，設計了“雙防護罩”結構，同時解決了玄武巖纖維高模量導致“起小辮子”的行業(yè)難題；面對光滑的玄武巖長絲帶來國旗“染色”難，團隊利用織物表面的芳綸短纖毛羽，使顏料中的黏合劑與其形成類似“鉚釘”錨定的效果，有效提升涂料的界面結合牢度與國旗圖案的飽滿度，保障國旗展示效果。
徐衛(wèi)林說，歷時近4年，團隊聯合多家企業(yè)、單位攻克了玄武巖超細纖維紡絲、紡紗、織造及色彩構建等諸多難題。
月背飄揚“中國紅”
據介紹，國旗展示系統是探月工程四期探測器系統的關鍵項目。由于落月位置不同，嫦娥六號國旗展示系統在嫦娥五號任務基礎上進行了適應性改進，并開展了展示效果和產品壽命可靠性評估。
光線對于國旗的成像效果至關重要，由于嫦娥六號是在月球背面著陸，月面光線與旗面角度都發(fā)生了變化。中國航天科工集團專家介紹，研制團隊提出了多種改進方案，聯合總體單位開展了多輪方案評估和地面模擬月面成像試驗，以保證國旗的佳成像效果。同時，研制團隊開展了國旗展示系統壽命評估和驗證工作，確保能夠在月球背面可靠運行。
徐衛(wèi)林說，玄武巖與月壤化學成分相近，此次嫦娥六號國旗也是月球資源原位利用的一種探索。月球玄武巖較多，未來建造月球基地可就地取材，將月球玄武巖做成片狀或者管狀建材用于建造，要比從地球取材節(jié)省成本。
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