高端訂制月宮“中國紅” 多種試驗確保國旗成功展開

在全球億萬民眾的熱切關注下，嫦娥五號上升器帶著月球“土特產”順利升空，踏上返航之旅。起飛前，嫦娥五號著陸器攜帶的一面“織物版”五星紅旗在月面成功展開，這是中國在月球表面首次實現國旗的“獨立展示”。

人們還得記，中國國旗元素首次亮相“月宮”是在2013年12月。彼時，嫦娥三號著陸器與玉兔號月球車完美互拍，記錄下對方上面的國旗圖案。5年之后，嫦娥四號探測器將國旗元素帶向月球背面，“中國紅”又一次閃耀“月宮”。

與之前在月面呈現的噴涂的五星紅旗圖案不同，嫦娥五號著陸器上的這面五星紅旗可謂“高端訂制”的旗幟，其舒展的形態、亮麗的色彩中透著現代高科技智慧。據了解，它是由中國航天科工集團航天三江聯合武漢紡織大學等單位克服了諸多困難，研制而成的。

選材花費時間超過1年

科研團隊初期設計了多種國旗展示形式，有卷軸式展開的，也有折扇式展開的。高低溫試驗表明，卷軸式展開才能更好避免褶皺，保持平整。

月面環境極其惡劣，溫差可達正負150攝氏度，這就決定了這面國旗必須選用特殊材質。研制團隊發現，單一纖維和紡織工藝無法滿足在惡劣環境下不能粘連的要求。

面對技術難題，研制團隊摸著石頭過河，一邊地毯式查閱文獻資料，一邊廣泛開展調研論證，攜手國內優勢單位開展關鍵技術聯合攻關。他們“走出去”與大學和科研機構合作，咨詢眾多國內知名的紡織企業，尋找適合在月球上使用的纖維材料。

國旗展示系統技術負責人程昌表示，科研團隊在選材上花費的時間就超過1年，最終挑選出了二三十種纖維材料，然后通過做包括熱匹配性，耐高低溫、防靜電、防月球塵埃等在內的物理試驗，科研團隊最終決定采用某新型復合材料，這樣既能滿足強度要求，又能滿足染色性能要求，從而保證國旗能夠抵御月表惡劣的環境，做到不褪色、不串色、不變形。

“雖然只是一面薄薄的國旗，但科技含量很高。”國旗展示系統項目指揮馬威表示。

整個系統重量控制在1公斤

國旗展示系統由月面國旗、壓緊釋放裝置、展開機構3部分組成，在折疊狀態下長約半米多，重量只有1公斤，國旗本身的重量只有12克。馬威表示，旗面尺寸大小是經過了綜合考慮后確定的，目的是盡量展示出理想的視覺效果，讓相機拍出來的照片既能看到月表一部分，深空一部分，也能看到著陸器的一部分，如果國旗太大或太小，照片就無法呈現出豐富的元素。

減重是國旗展示系統面臨的另一個難題，為此，研制團隊選用耐高溫、抗嚴寒的輕質材料，把相關部件盡量做薄、做小，并進行高度集成設計。

國旗展示系統使用的支架結構，在空間環境中要承受冷熱交變、空間輻照、極低真空等惡劣環境考驗，如果選材不當，可能會發生冷焊(即兩塊接觸金屬在太空極低真空環境下會粘連一起)，由此帶來的問題是，機構不能正常工作或打開。

國旗展示系統項目負責人李云峰表示：“為了避免出現冷焊問題，我們對系統所有的機構和關鍵位置都進行了防冷焊處理，以保證部件能滿足太空環境和月表環境對溫度的要求。可以說，我們為了將國旗展示系統的重量控制在1公斤，整個研制團隊做出了不懈努力。”

多種試驗確保國旗成功展開

保證可靠性是國旗展示系統的第一任務。據了解，國旗展示系統涉及解鎖、支架展開、支架固定等步驟，如果支架無法在月球上成功展開，一切都將前功盡棄。

李云峰表示：“每一個動作都要確保工作正常，而且這一系列動作都必須在極短時間內完成。所以，我們的工作是責任重大、使命光榮。”

火工品是整個國旗展示系統中最基礎的一環，如果它無法起爆解鎖，后續動作就無從談起。因此，負責機構解鎖的火工品起爆裝置成為了關鍵。

程昌表示，國旗展示系統使用的火工品在國內同等用途和功能中屬于最小之一。小，意味著它對環境適應性十分敏感，稍有不慎就可能失效，尤其是面對月球惡劣的溫差環境，更需要保證地面給它指令時就能成功起爆。

面對這一難題，研制團隊通過將火工品放在零下200攝氏度左右的液氮罐里和高溫環境下進行了幾十次試驗，模擬它在月球極大溫差環境下能否正常使用。

在國旗展示系統中，與火工品同樣重要的2根扭簧則是機構支架展開的關鍵動力源。彈簧的彈性系數在零下5攝氏度到25攝氏度的范圍內一般不會發生變化，如果超過100攝氏度或低于零下30攝氏度就會導致彈簧材料的強度降低，彈性系數也隨之降低。

工業設備中常用的扭簧肯定無法滿足國旗展示系統展開機構的要求，為此，研制團隊找到彈簧生產廠家按照要求專門訂制，然后在試驗室里對其進行高低溫、長期壓緊、拉伸等試驗，經常觀察它的力學變化情況，以保證扭簧的可靠性。

嫦娥五號國旗展示系統經受了考驗，在完成漫長的奔月旅程后，在環境惡劣的月面按計劃成功啟動，展開那面高端訂制的五星紅旗，詮釋著一個國家和民族的探月夢想。