“中国红”闪耀月球

原标题：“中国红”闪耀月球

嫦娥五号着陆器和上升器组合体全景相机拍摄五星红旗在月面成功展开。

嫦娥五号着陆器和上升器组合体全景相机环拍成像，五星红旗在月面成功展开。

　　12月3日23时10分，嫦娥五号上升器3000N发动机工作约6分钟，成功将携带样品的上升器送入到预定环月轨道。这是我国首次实现地外天体起飞。点火起飞前，着上组合体实现月面国旗展开以及上升器、着陆器的解锁分离。这是继嫦娥三号、四号任务后，五星红旗又一次展现在月球表面，同时也是五星红旗第一次月表动态展示。这面特殊的国旗由国产特殊材料制作，重量仅12g。照片中“嫦娥”“手中”的国旗在阳光的照耀下，呈现出一抹鲜艳的“中国红”。记者了解到，这次在月球动态展示的这面国旗可不简单，科技含量十足。

　　点火起飞后，上升器经历垂直上升、姿态调整和轨道射入三个阶段，进入预定环月飞行轨道。随后，上升器将与环月等待的轨返组合体交会对接，将月球样品转移到返回器，后者将等待合适的月地入射窗口，做好返回地球的准备。

　　文/广州日报全媒体记者肖欢欢、冯秋瑜 通讯员吕哲、臧家祥、戚铁磊、李晨

　　供图：国家航天局

　　技术支持：国家天文台

　　事在人为 他们闯过了这些难关……

　　用超1年时间选出最适合制作国旗的材料

　　据了解，嫦娥五号国旗展示的方式与嫦娥三号和嫦娥四号有很大不同，且研制难度也大大提升了。中国航天科工集团航天三江九部作为嫦娥五号月面国旗展示系统的研制单位，为了研制这套与众不同的国旗展示系统，克服了众多困难。

　　首先，嫦娥五号月面国旗展示系统是有效载荷分系统的组成单机之一，也是有效载荷分系统唯一一个关键项目。由于宇宙拥有很强的电磁辐射，以及月球表面有着正负150摄氏度的温差等恶劣环境，普通国旗无法在月球上使用。在国旗展示系统立项初期，科研团队为此设计了多种展示形式，但通过高低温试验后发现，只有卷轴形式展开的国旗比较平整，不会出现褶皱等情况。

　　如何保证国旗展开时拥有足够的强度、保持平整，研制团队围绕这一问题做了很多理论研究和模拟试验。研究发现，虽然有些纤维材料的强度很高，但染色性能较差，染色性能较好的纤维材料，强度又达不到要求，因此，单一纤维和纺织工艺都无法满足月面环境的要求。同时，还要保证国旗卷起时在正负150摄氏度温差环境下不能黏连在一起。

　　国旗展示系统项目指挥马威表示，国旗展示系统是舱外单机系统，自运载火箭抛掉整流罩后，从地月转移轨道进入月球轨道，再到探测器着陆在月球上，它都一直暴露在极端恶劣环境中。通过试验发现，如果把地球上使用的国旗放在月球上，在很短时间内就会褪色、串色，甚至分解。国旗展示系统技术负责人程昌表示，科研团队在选材上花费的时间就超过1年，最终挑选出了二三十种纤维材料，然后通过做包括热匹配性，耐高低温、防静电、防月球尘埃等在内的物理试验,科研团队最终决定采用某新型复合材料,既能满足强度要求，又能满足染色性能要求，从而保证国旗能够抵御月表恶劣的环境，做到不褪色，不串色、不变形。

　　反复打磨 “上天的产品，质量必须万无一失”

　　“上天的产品，质量必须万无一失。”这是每个参与者的不懈追求。整个项目研制，每一步都是第一次，都要“摸着石头过河”。首席钳工李基平这一次负责零件的钳工加工工序和整套系统的零件装配。面对任务，在一线摸爬滚打几十年的他同样感觉责任重大。负责国旗展开的扭簧是整个系统的关键件。生产现场噪音大，为杜绝干扰，他搬到了“李刚工作室”进行攻关。经过一个多星期的闭关尝试，终于啃下“硬骨头”。整套展示系统零件多，最小的不过指甲盖大，攻丝中部分异形零件只能靠手工一点点掌握。为保证旗面一尘不染，李基平特地戴上了白细纱手套干活，就怕指甲划到旗面涂层。

　　数控铣的每一次加工，各类刀具是必备“武器”。在数控铣班组，刘海刚和姚峰成都是有名的“刀郎”，两人都喜欢研制产品。一级杆、二级杆是展示系统的重要组成部分，加工过程中极易变形。负责一级杆加工的姚峰成说：“一接到图纸脑袋都大了。”二级杆加工者刘海刚更是直言“遭遇了职业生涯中的最难挑战”。二人迅速分析难点，开始试加工，在选刀、选择“秘笈”、确定“招数”中进行多种谨慎尝试。在两人的日夜攻关、不断磨砺中，加工方法定型，这才解决了一个“心头大患”。

　　攻坚技术 月球的“中国标识”这样打上……

　　第1次

　　国旗在月球表面首次动态展示

　　点火起飞前，着上组合体实现月面国旗展开。这次国旗在月球表面首次动态展示，是继2013年12月15日嫦娥三号着陆器与玉兔号月球车完美互拍实现中国国旗首次亮相月球，和2018年12月8日嫦娥四号探测器将国旗带向月球背面后的又一次在月球表面的成功展示，也让中国探测器在月球上再次打上“中国标识”。

　　记者昨天了解到，国旗能够实现动态展示，主要依靠月面国旗展示系统辅助。该系统由中国航天科工集团有限公司研制，由月面国旗、压紧释放装置、展开机构三部分组成，长约半米。系统在折叠状态下随探测器升空，着陆月球后按照指令解锁打开。

　　国旗展示系统布置在嫦娥五号着陆器舱外，热环境、空间环境等条件恶劣，需采取多种环境适应性措施确保其正常工作。作为彰显我国重大科技创新活动的标志性动作，国旗展示系统必须实现高可靠、高安全性自主解锁展开。为使全景相机获取元素丰富、比例协调的国旗照片，国旗展示系统需要在打开时伸出探测器，并提供较大的旗面尺寸和良好的旗面拍摄角度。在满足上述功能要求的同时，国旗展示系统还需采取轻小型化设计措施，对系统重量有极为严格的要求。

　　1公斤

　　将国旗展示系统重量控制在1公斤

　　嫦娥五号国旗平面运动包络将近2000mm×900mm，整个系统的重量只有1公斤。马威表示，选择这样的旗面尺寸是研制团队经过综合考虑的结果，目的是尽量突出视场效果，让相机拍出来的照片既能看到月表一部分，深空一部分，也能看到着陆器的一部分，如果国旗太大或太小，照片都无法呈现出丰富的元素。

　　由于嫦娥五号国旗展示系统的重量只有1公斤，研制团队围绕整个系统在减重问题上下了很多工夫，不仅材料要轻质化，而且还要对设备进行“瘦身”。面对月表恶劣的温差环境，也对国旗展示系统的工艺设计、集成设计提出了很高要求。

　　国旗展示系统立项时，研制团队先后论证过采用四级杆、三级杆和二级杆来作为国旗的方案，但考虑到复杂性和重量等原因，最终选择使用二级杆的方式来呈现。

　　国旗展示系统项目负责人李云峰表示：“为了解决冷焊问题，我们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。可以说，我们为了将国旗展示系统的重量控制在1公斤，研制团队做出了不懈努力。”

　　1秒钟

　　一系列动作须在1秒钟内完成

　　保证可靠性是整个国旗展示系统的第一任务，整套系统涉及解锁、支架展开、支架固定等步骤，如果支架无法在月球上成功展开，一切都将前功尽弃。李云峰表示，每一个动作都要确保工作正常，而且这一系列动作都必须在1秒钟内完成。火工品是整个国旗展示系统中最基础的一环，如果它无法起爆解锁，后续动作就无从谈起。因此，负责机构解锁的火工品爆炸装置成了关键。

　　国旗展示系统使用的火工品在国内同等用途和功能中属于最小之一。小，意味着它对环境适应性十分敏感，稍有不慎就可能失效，尤其是面对月球恶劣的温差环境，更需要保证地面给它指令时就能成功起爆。

　　面对这一难题，研制团队将火工品放在-200℃左右的液氮罐里和高温环境下进行了几十次试验，模拟它在月球极大温差环境下的使用情况。同时，2根扭簧是机构支架展开的关键动力源。而工业设备中常用的扭簧肯定无法满足国旗展示系统展开机构的要求，研制团队专门找到弹簧生产厂家按照要求定制，然后在试验室里对其进行高低温、长期压紧、拉伸等试验，以保证扭簧的可靠性。