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新华全媒+|嫦娥六号在月背展示的国旗是用岩石“绣”出来的?

想要留住你 2024-6-9 14:18 702人围观 博音快讯

  新华社武汉6月8日电 题:嫦娥六号在月背展示的国旗是用岩石“绣”出来的?

  新华社记者侯文坤、宋晨

  在表取采样完成后,嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开,闪耀鲜艳的“中国红”。

  月面温差大、辐射强,普通材质的国旗难以满足要求,这面中国首次在月球背面独立动态展示的国旗有何独特之处?记者采访了国旗背后的研制团队。

  月背展示的五星红旗材料是岩石?

  嫦娥六号国旗展示系统由中国航天科工集团旗下的中国航天三江集团联合武汉纺织大学等单位共同研制。

  “在奔月、绕月及落月的过程中,高低温反复交替,国旗对环境的耐受性要求就更高。”武汉纺织大学纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室主任、中国工程院院士徐卫林告诉记者,在寻找合适材料过程中,团队根据月球资源原位利用原则,最终决定采用与月壤化学成分相近的玄武岩作为嫦娥六号国旗的核心材料。

 徐卫林(左二)和月面国旗团队曹根阳(左一)、王运利、盛丹研讨国旗研制技术问题。(武汉纺织大学供图)

  徐卫林介绍,与嫦娥五号国旗采用芳纶为主的新型复合材料相比,嫦娥六号国旗采用玄武岩材料具有明显优势,也面临很多新的挑战,比如玄武岩纤维具有非常优异的隔热抗辐射性能,能够抵御月表恶劣环境,但属于无机纤维,表面光滑、脆性较大、耐磨性差,难以纺制超细丝、纺纱、织造以及构筑高牢度的颜色。

  月面国旗团队成员曹根阳教授说,嫦娥六号在月球背面展示的国旗是能耐受高真空、高低温循环、强剂量紫外辐照等极端环境的“石头版”高品质织物国旗,是由以玄武岩为主的复合材料制造。和嫦娥五号上的国旗规格一样,嫦娥六号月面展示国旗大小也是300mm×200mm。不过,玄武岩纤维的密度超出嫦娥五号国旗原料密度近一倍。

  “可以说这是一面技术含量很高的‘石头版’织物国旗。”徐卫林说。

  “搓石成线”直径仅发丝的三分之一

  同样是“织物版”五星红旗,用岩石“编织”的国旗重量按说会偏重,但最后制作出来的展示国旗重量只有11.3克,比同规格的嫦娥五号国旗还要轻0.5克。

  “团队研发出的玄武岩纤维是直径只有头发丝三分之一的超细玄武岩纤维。”曹根阳解释,为把玄武岩变成纤维,团队将玄武岩石块倒入熔炉中进行高温熔融,当熔炉温度达到1600℃左右时,玄武岩呈液态流动,再通过喷丝板拉出极细的玄武岩长丝。在纤维拉丝完成后,还需要进行特殊表面处理,以进一步提高玄武岩纤维的柔韧性能。

  嫦娥六号月面国旗交付正样件。(武汉纺织大学供图)

  为了获得更细的玄武岩纤维,研究团队将实验室“搬”到企业的玄武岩熔炉旁,不断改良拉丝设备、优化制造方式,创新设计了喷丝板内腔结构,并进行了梯形优化,再配合炉内分布式精准控温,成功实现了超细玄武岩纤维的稳定量产;为有效保护玄武岩长丝,团队利用柔性水溶性长丝和芳纶短纤分层防护,设计了“双防护罩”结构,同时解决了玄武岩纤维高模量导致“起小辫子”的行业难题;面对光滑的玄武岩长丝带来国旗“染色”难,团队利用织物表面的芳纶短纤毛羽,使颜料中的黏合剂与其形成类似“铆钉”锚定的效果,有效提升涂料的界面结合牢度与国旗图案的饱满度,保障国旗展示效果。

  徐卫林说,历时近4年,团队联合多家企业、单位攻克了玄武岩超细纤维纺丝、纺纱、织造及色彩构建等诸多难题。

  月背飘扬“中国红”

  据介绍,国旗展示系统是探月工程四期探测器系统的关键项目。由于落月位置不同,嫦娥六号国旗展示系统在嫦娥五号任务基础上进行了适应性改进,并开展了展示效果和产品寿命可靠性评估。

  嫦娥六号月面国旗室外成像效果。(武汉纺织大学供图)

  光线对于国旗的成像效果至关重要,由于嫦娥六号是在月球背面着陆,月面光线与旗面角度都发生了变化。中国航天科工集团专家介绍,研制团队提出了多种改进方案,联合总体单位开展了多轮方案评估和地面模拟月面成像试验,以保证国旗的最佳成像效果。同时,研制团队开展了国旗展示系统寿命评估和验证工作,确保能够在月球背面可靠运行。

  徐卫林说,玄武岩与月壤化学成分相近,此次嫦娥六号国旗也是月球资源原位利用的一种探索。月球玄武岩较多,未来建造月球基地可就地取材,将月球玄武岩做成片状或者管状建材用于建造,要比从地球取材节省成本。


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