6月4日，國(guó)家航天局發(fā)布消息稱(chēng)，嫦娥六號(hào)完成世界首次月球背面采樣和起飛，隨后成功進(jìn)入預(yù)定環(huán)月軌道。
此前，嫦娥六號(hào)順利完成在月球背面南極——艾特肯盆地的智能快速采樣，并按預(yù)定形式將珍貴的月球背面樣品封裝存放在上升器攜帶的貯存裝置中。表取完成后，嫦娥六號(hào)著陸器攜帶的五星紅旗在月球背面成功展開(kāi)，這是中國(guó)首次在月球背面獨(dú)立動(dòng)態(tài)展示國(guó)旗。
記者了解到，這面五星紅旗的原材料是玄武巖。
“石頭版”織物國(guó)旗
嫦娥六號(hào)月面國(guó)旗展示系統(tǒng)由中國(guó)航天三江集團(tuán)聯(lián)合武漢紡織大學(xué)等單位共同研制。針對(duì)此次任務(wù)中高低溫交變、高真空及強(qiáng)紫外輻射等極端環(huán)境要求，武漢紡織大學(xué)紡織新材料與先進(jìn)加工技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室徐衛(wèi)林院士月面國(guó)旗團(tuán)隊(duì)選用了玄武巖材料。
據(jù)悉，歷時(shí)近4年，團(tuán)隊(duì)攻克了玄武巖超細(xì)纖維紡絲、紡紗、織造及色彩構(gòu)建等諸多國(guó)際難題，首次成功研制出無(wú)溫控保護(hù)、獨(dú)立動(dòng)態(tài)展示的“石頭版”高品質(zhì)織物國(guó)旗。
與嫦娥五號(hào)在太空飛行7天后到達(dá)月面相比，此次嫦娥六號(hào)自5月3日出發(fā)后，在太空飛行了30天才落月，時(shí)間大幅增加。在奔月、繞月及落月的過(guò)程中，高低溫反復(fù)交替，國(guó)旗對(duì)環(huán)境的耐受性要求就更高。
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。但玄武巖纖維屬于無(wú)機(jī)纖維，表面光滑、脆性易碎、模量高，難以紡制超細(xì)絲、紡紗、織造，以及構(gòu)筑高牢度的顏色，這些都是團(tuán)隊(duì)要攻克的難題，可以說(shuō)這是一面技術(shù)含量很高的“石頭版”織物國(guó)旗。
僅有11.3克
嫦娥六號(hào)月面國(guó)旗和嫦娥五號(hào)上的國(guó)旗規(guī)格一樣，大小也是300mm×200mm，與A4紙差不多大。不過(guò)，玄武巖纖維的密度超出嫦娥五號(hào)國(guó)旗原料密度近一倍，按常理推斷，“石頭版”國(guó)旗會(huì)更重。
不過(guò)，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了大概是頭發(fā)絲直徑三分之一的超細(xì)玄武巖纖維，最后做出來(lái)的嫦娥六號(hào)國(guó)旗的重量只有11.3克，比嫦娥五號(hào)國(guó)旗還要輕0.5克。
月面展示國(guó)旗的重量和質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，既要做到薄而軟，又要做到強(qiáng)而韌，但玄武巖纖維屬無(wú)機(jī)纖維，脆性較大、耐磨性差、表面光滑，因此，制備超細(xì)玄武巖纖維難，紡高品質(zhì)紗難，構(gòu)建高牢度顏色也難。
針對(duì)上述三大技術(shù)難點(diǎn)，月面國(guó)旗研制團(tuán)隊(duì)聯(lián)合相關(guān)企業(yè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)了噴絲板內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，進(jìn)行梯形優(yōu)化，再配合爐內(nèi)分布式精準(zhǔn)控溫，成功實(shí)現(xiàn)了超細(xì)玄武巖纖維的穩(wěn)定量產(chǎn)。
此外，光滑的玄武巖長(zhǎng)絲對(duì)制作月面國(guó)旗又提出新的挑戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)利用織物表面的芳綸短纖毛羽，使顏料中的粘合劑與其形成類(lèi)似“鉚釘”錨定的效果，有效提升涂料的界面結(jié)合牢度與國(guó)旗圖案的飽滿度，保障國(guó)旗的月面展示效果。
光線至關(guān)重要
嫦娥六號(hào)月面國(guó)旗展示系統(tǒng)是探月工程四期探測(cè)器系統(tǒng)的關(guān)鍵項(xiàng)目。由于落月位置不同，嫦娥六號(hào)國(guó)旗展示系統(tǒng)在嫦娥五號(hào)任務(wù)基礎(chǔ)上進(jìn)行了適應(yīng)性改進(jìn)，并開(kāi)展了展示效果和產(chǎn)品壽命可靠性評(píng)估。
中國(guó)航天科工集團(tuán)有限公司方面表示，光線對(duì)于國(guó)旗的成像效果至關(guān)重要，由于嫦娥六號(hào)是在月球背面著陸，月面光線與旗面角度都發(fā)生了變化。為此，研制團(tuán)隊(duì)提出了多種改進(jìn)方案，聯(lián)合總體單位開(kāi)展了多輪方案評(píng)估和地面模擬月面成像試驗(yàn)，以保證國(guó)旗的最佳成像效果。同時(shí)，研制團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了國(guó)旗展示系統(tǒng)壽命評(píng)估和驗(yàn)證工作，確保能夠在月球背面可靠運(yùn)行。
值得關(guān)注的是，在嫦娥六號(hào)“石頭版”國(guó)旗研制的同時(shí)，月面國(guó)旗團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將玄武巖纖維應(yīng)用研究拓展到耐熱、阻燃等領(lǐng)域，如對(duì)阻燃隔熱性能要求很高的阻燃防護(hù)服裝以及高阻燃性箱包等，充分發(fā)揮超細(xì)玄武巖適應(yīng)高溫等特殊環(huán)境的能力。徐衛(wèi)林院士表示，未來(lái)玄武巖纖維作為輕質(zhì)、柔性防護(hù)材料，將在航天服、太空艙、月球基地等航空航天場(chǎng)景有越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
