6月4日,五星紅旗在落在月背的嫦娥六號探測器上展開。(新華社發(fā))(國家航天局供圖)
6月4日,嫦娥六號著陸器攜帶的一面由玄武巖纖維制成的“石頭版”五星紅旗在月球背面成功展開,這是中國首次在月球背面獨立動態(tài)展示國旗。據(jù)悉,這面“石頭版”五星紅旗由武漢紡織大學(xué)研制。
嫦娥六號月面國旗大小為300mm×200mm,規(guī)格與嫦娥五號月面國旗一樣,但重量比嫦娥五號月面國旗輕0.5克,為11.3克。
武漢紡織大學(xué)研制的嫦娥五號織物版月面國旗于2020年12月3日成功登月展示。再次研制月面國旗,為何要更換材料?
據(jù)徐衛(wèi)林院士月面國旗團隊介紹,嫦娥六號自5月3日出發(fā)后,在太空飛行30天落月,在奔月、繞月及落月的過程中,高低溫反復(fù)交替,國旗對環(huán)境的耐受性要求更高。接到嫦娥六號月面展示國旗任務(wù)后,團隊遵從“原位利用”的原則,采用與月壤化學(xué)成分相近的玄武巖作為國旗的核心材料。
月面國旗的重量和質(zhì)量要求高,既要做到薄而軟,又要做到強而韌。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機纖維,表面光滑、脆性易碎、模量高,難以紡制超細絲、紡紗、織造,以及構(gòu)筑高牢度的顏色。
針對紡絲的問題,徐衛(wèi)林院士月面國旗團隊聯(lián)合湖北匯爾杰玄武巖纖維有限公司創(chuàng)新設(shè)計噴絲板內(nèi)腔結(jié)構(gòu),在優(yōu)化和控溫的基礎(chǔ)上,研發(fā)了約為頭發(fā)絲直徑三分之一的超細玄武巖纖維,“石頭版”國旗得以“輕裝登月”。
在紡紗、織造方面,團隊聯(lián)合華茂集團,利用柔性水溶性長絲和芳綸短纖分層防護,巧妙設(shè)計了“雙防護罩”結(jié)構(gòu),有效保護玄武巖長絲,還解決了玄武巖纖維高模量導(dǎo)致“起小辮子”的難題。著色方面則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(jié)合牢度與國旗圖案的飽滿度,保障國旗的月面展示效果。
通過以上技術(shù)攻關(guān),“石頭版”高品質(zhì)織物國旗成功耐受高真空、高低溫循環(huán)、強劑量紫外輻照等極端環(huán)境條件。
據(jù)悉,這項研發(fā)歷時近4年。研制期間,探月工程三期探測器系統(tǒng)總指揮、總設(shè)計師楊孟飛院士,探月工程三期總設(shè)計師胡浩、火山地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)家劉嘉麒院士等均給予支持和指導(dǎo)。