月球上升“织物版”五星红旗,背后有这些硬科技

飞离月球!视频直击嫦娥五号月面起飞现场画面。新京报我们视频出品

一张“五星红旗亮相月球”的图片,刷屏了网络。

据新京报报道,12月3日23时10分,嫦娥五号上升器月面点火,3000牛发动机工作约6分钟后,顺利将携带月壤的上升器送入到预定环月轨道,成功实现我国首次地外天体起飞。而在点火起飞前,着陆器上升器组合体携带的一面“织物版”五星红旗成功展开。

“中国红”背后是全方位硬科技和软科技的支撑

这是我国在月球表面首次实现国旗的“独立展示”,也是继嫦娥三号、四号任务之后五星红旗又一次在月球亮相。相比嫦娥三号、四号以及玉兔月球车上喷涂的国旗,嫦娥五号的国旗是一面真正的旗帜。根据回传影像显示,五星红旗在阳光照耀下,“中国红”格外鲜艳。

嫦娥五号登月堪称一部现实版的大片,这部惊心动魄的大片背后是全方位硬科技和软科技的支撑。

此前,美国成功登陆月球并在月球上插上星条旗成为人类航空航天史上的经典一幕。如今,月球上的这抹“中国红”也必将记入史册。

事实上,考虑到月球上没有风、表面有正负150摄氏度的温差、电磁辐射等独特的天文地理环境,在月球上独立展示国旗看似简单,要克服的困难却极大。但中国的技术却独具特色、自成系统。

中国的国旗展示系统由月面国旗、压紧释放装置、展开机构三部分组成。每个部分和程序都蕴含了大量的科技难题,要攻克这些难题,需要借鉴,更需要创新。

就拿国旗展现来说,经过1年多的试验,中国研究人员通过高低温试验发现,卷轴形式展开的国旗比较平整,不会出现褶皱等情况。

要解决的,还有国旗的织物材料和是否褪色等难题。经过反复试验,研究人员最终挑选出了二三十种纤维材料,再进行热匹配性、耐高低温、防静电、防月球尘埃等在内的物理试验,最终采用了一种新型复合材料,以保证国旗能够抵御月表恶劣环境,不褪色、不串色、不变形。

此外,中国的国旗采用的是杆系结构,使用二级杆的方式来呈现。因为,这一结构在航天系统里是比较成熟的技术,包括卫星、飞船等航天器的太阳能电池帆板展开,使用的都是杆系结构。

但要解决可靠性问题,还必须让支架系统在空间环境中能承受冷热交变、空间辐照、极低真空等恶劣环境考验。这其中任何一点不当,都可能造成国旗无法展开,如发生冷焊(两块接触金属在太空极低真空环境下会粘连在一起)。对此,研究人员对系统所有的机构和关键位置都进行了防冷焊处理,以保证部件能满足太空环境和月表对温度的要求。

解决这些难题,攻克这些难关,无不体现了科研人员的智慧、科技的强大力量和魅力。

图源新京报网。

首次地外天体起飞,技术难度有点高

值得一说的是,嫦娥五号实现了我国首次地外天体起飞,这殊为不易——航天器在地外天体表面起飞,是一项极为重要的航天技术,此前已经实现月球表面升空的只有美国和苏联(俄罗斯)这两个国家。

此次嫦娥五号探月器在月球表面起飞,就是典型的地外天体表面起飞,能掌握这样更高难度的技术,展示了中国在空间技术上的诸多突破。

要在月球表面升空,需要解决的是升空的动力和上升时的姿势。月亮引力只有地球的1/6,实际需要的动能会更小。虽然这点难度不大,但是航天器的垂直上升、姿态调整和轨道射入都需要精确计算和控制。

即便上升器飞离月球后,也还有一系列技术难题需要解决。因为上升器要经历垂直上升、姿态调整和轨道射入三个阶段,才能进入预定环月飞行轨道。

上升器在起飞之初的一小段距离内不能进行姿态调整,此后要根据之前收到的参数进行调整,才能竖直上升。并且在到达一定高度后,需要在GNC系统的统一指令下,让主发动机和姿态控制发动机共同整合,使上升器按既定程序拐弯,并以适宜的角度转入轨道入射段。

上升器在从月面起飞约飞行250千米、6分钟的飞行,再进入与轨道器和返回器组合体交会对接的初始轨道。在这个轨道上,上升器启动交会对接程序,还要飞行几圈,在4次远程导引完成后,来到轨道器和返回器组合体斜上方位置,实施交会对接,把采集到的约2千克月壤转移到返回器。

一言以蔽之,嫦娥五号登月以及未来几天的降落地面是中国科研人员一系列高难技术支撑的结果,每一个环节都离不开精心设计和技术创新。

到头来,首次做到地外天体表面起飞,证明中国已经跻身于世界航天俱乐部的第一梯队,也为未来进一步探测深空和载人到达月球创造了条件。“路漫漫其修远”,但迈出这一大步,无疑会让我们离“航天强国梦”更近。

□张田勘(专栏作者)

编辑:陈静 实习生:潘宇洁 校对:吴兴发

来源:新京报

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