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寿光品茶外卖海选工作室,新华全媒+|嫦娥六号在月背展示的国旗是用岩石“绣”出来的?,玄武岩,纤维,团队
2024-06-09 08:28:04
寿光品茶外卖海选工作室,新华全媒+|嫦娥六号在月背展示的国旗是用岩石“绣”出来的?,玄武岩,纤维,团队

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在表取采样完成后,嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开(kai),闪耀鲜艳的“中国红”。

月面温差大、辐射强,普通材质的国旗难以满足要求,这面中国首(shou)次在月球背面独立动态展示的国旗有(you)何(he)独特之(zhi)处?记者采访了国旗背后的研制团队(dui)。

月背展示的五星红旗材料(liao)是岩石(shi)?

嫦娥六号国旗展示系统(tong)由中国航天科工集(ji)团旗下的中国航天三江集(ji)团联合武汉纺织(zhi)大学等单(dan)位共同研制。

“在奔月、绕月及(ji)落(luo)月的过程中,高低温反复交替,国旗对环境的耐受性要求就更高。”武汉纺织(zhi)大学纺织(zhi)新材料(liao)与先进加工技术国家重点(dian)实验室主任、中国工程院院士徐(xu)卫林告诉记者,在寻(xun)找合适(shi)材料(liao)过程中,团队(dui)根据月球资源原位利用(yong)原则,最(zui)终决定采用(yong)与月壤(rang)化(hua)学成分相近的玄(xuan)武岩作为嫦娥六号国旗的核心(xin)材料(liao)。

徐(xu)卫林(左二)和月面国旗团队(dui)曹根阳(左一)、王运利、盛丹研讨国旗研制技术问题。(武汉纺织(zhi)大学供图(tu))

徐(xu)卫林介绍,与嫦娥五号国旗采用(yong)芳纶(lun)为主的新型复合材料(liao)相比,嫦娥六号国旗采用(yong)玄(xuan)武岩材料(liao)具有(you)明显优(you)势,也面临很多新的挑战,比如玄(xuan)武岩纤维具有(you)非常优(you)异的隔热抗辐射性能,能够抵御(yu)月表恶劣环境,但属于(yu)无机纤维,表面光滑(hua)、脆性较大、耐磨性差,难以纺制超细(xi)丝、纺纱、织(zhi)造以及(ji)构筑高牢度的颜色。

月面国旗团队(dui)成员(yuan)曹根阳教授说,嫦娥六号在月球背面展示的国旗是能耐受高真空、高低温循环、强剂量紫(zi)外辐照等极(ji)端环境的“石(shi)头版(ban)”高品质织(zhi)物国旗,是由以玄(xuan)武岩为主的复合材料(liao)制造。和嫦娥五号上的国旗规格一样,嫦娥六号月面展示国旗大小也是300mm×200mm。不过,玄(xuan)武岩纤维的密度超出嫦娥五号国旗原料(liao)密度近一倍。

“可以说这是一面技术含量很高的‘石(shi)头版(ban)’织(zhi)物国旗。”徐(xu)卫林说。

“搓石(shi)成线”直径仅发(fa)丝的三分之(zhi)一

同样是“织(zhi)物版(ban)”五星红旗,用(yong)岩石(shi)“编织(zhi)”的国旗重量按说会偏重,但最(zui)后制作出来的展示国旗重量只有(you)11.3克,比同规格的嫦娥五号国旗还要轻0.5克。

“团队(dui)研发(fa)出的玄(xuan)武岩纤维是直径只有(you)头发(fa)丝三分之(zhi)一的超细(xi)玄(xuan)武岩纤维。”曹根阳解释,为把玄(xuan)武岩变成纤维,团队(dui)将玄(xuan)武岩石(shi)块倒入熔(rong)炉中进行(xing)高温熔(rong)融,当熔(rong)炉温度达到1600℃左右时(shi),玄(xuan)武岩呈液态流动,再通过喷丝板拉(la)出极(ji)细(xi)的玄(xuan)武岩长丝。在纤维拉(la)丝完成后,还需要进行(xing)特殊表面处理,以进一步提高玄(xuan)武岩纤维的柔韧性能。

嫦娥六号月面国旗交付正样件。(武汉纺织(zhi)大学供图(tu))

为了获得更细(xi)的玄(xuan)武岩纤维,研究团队(dui)将实验室“搬”到企业的玄(xuan)武岩熔(rong)炉旁,不断改良拉(la)丝设备、优(you)化(hua)制造方(fang)式,创新设计了喷丝板内腔结构,并进行(xing)了梯(ti)形(xing)优(you)化(hua),再配合炉内分布式精准控温,成功实现了超细(xi)玄(xuan)武岩纤维的稳定量产;为有(you)效保护玄(xuan)武岩长丝,团队(dui)利用(yong)柔性水溶性长丝和芳纶(lun)短纤分层防护,设计了“双防护罩”结构,同时(shi)解决了玄(xuan)武岩纤维高模量导致(zhi)“起小辫子”的行(xing)业难题;面对光滑(hua)的玄(xuan)武岩长丝带来国旗“染色”难,团队(dui)利用(yong)织(zhi)物表面的芳纶(lun)短纤毛羽,使(shi)颜料(liao)中的黏合剂与其(qi)形(xing)成类似“铆钉”锚定的效果,有(you)效提升涂料(liao)的界面结合牢度与国旗图(tu)案的饱满度,保障国旗展示效果。

徐(xu)卫林说,历时(shi)近4年(nian),团队(dui)联合多家企业、单(dan)位攻克了玄(xuan)武岩超细(xi)纤维纺丝、纺纱、织(zhi)造及(ji)色彩构建等诸多难题。

月背飘扬“中国红”

据介绍,国旗展示系统(tong)是探月工程四期(qi)探测器系统(tong)的关键项目(mu)。由于(yu)落(luo)月位置不同,嫦娥六号国旗展示系统(tong)在嫦娥五号任务基础上进行(xing)了适(shi)应性改进,并开(kai)展了展示效果和产品寿命可靠性评估。

嫦娥六号月面国旗室外成像效果。(武汉纺织(zhi)大学供图(tu))

光线对于(yu)国旗的成像效果至关重要,由于(yu)嫦娥六号是在月球背面着陆,月面光线与旗面角度都发(fa)生了变化(hua)。中国航天科工集(ji)团专(zhuan)家介绍,研制团队(dui)提出了多种改进方(fang)案,联合总体单(dan)位开(kai)展了多轮方(fang)案评估和地面模拟月面成像试验,以保证国旗的最(zui)佳成像效果。同时(shi),研制团队(dui)开(kai)展了国旗展示系统(tong)寿命评估和验证工作,确保能够在月球背面可靠运行(xing)。

徐(xu)卫林说,玄(xuan)武岩与月壤(rang)化(hua)学成分相近,此次嫦娥六号国旗也是月球资源原位利用(yong)的一种探索。月球玄(xuan)武岩较多,未来建造月球基地可就地取材,将月球玄(xuan)武岩做成片状或者管状建材用(yong)于(yu)建造,要比从地球取材节省成本。(记者侯文坤、宋晨) 

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