中國網武漢12月13日訊 日前,探月工程嫦娥五號探測器圓滿完成任務並踏上回家之旅。在完成自動採樣上升起飛前,著陸器攜帶的一面“織物版”五星紅旗在月面成功展開。這抹艷麗的“中國紅”,是中國航太三江集團國旗展示系統技術負責人范開春團隊聯合武漢紡織大學科研團隊歷時8年攻克技術難題,華茂集團一同參與了研製及生産,最終“織就”出的高品質月面展示國旗。
與“嫦娥三號”“嫦娥四號”以及玉兔月球車上的國旗採用噴塗方式不同,“嫦娥五號”國旗是一面真正的旗幟。這也標誌著,在中國航太歷史上,第一面在沒有溫控的嚴酷環境條件下的織物國旗成功在月球上動態展示。
12月4日,國家航太局公佈了嫦娥五號探測器在月球表面國旗展示的照片。
“這是一項光榮而艱巨的任務!”
武漢紡織大學是國內唯一一所以紡織命名的高校,該校“高效短流程嵌入式複合紡紗技術”曾獲國家科技進步一等獎。2012年9月,武漢紡織大學紡織新材料與先進加工技術國家重點實驗室徐衛林教授團隊接到了月面展示國旗研發任務。
“這真的是一項光榮而艱巨的任務!”回憶當年的情形,團隊成員感慨不已,“徐教授當時跟我們説,這個項目哪怕不給一分錢我們也要幹,為了國家的榮譽,一定要把這個項目幹好。”
這一幹,便是8年。
此次月面展示國旗裝載在著陸器外側,無任何溫控保護措施。當整流罩脫落後,國旗將面臨太空中的高度真空、高低溫迴圈及強計量紫外輻照等極端環境條件。在這種環境下,普通材質的國旗根本沒辦法在月球上長時間存在,所以必須要研發一款能夠經得起月球極端環境考驗的國旗。
最終,研製團隊開發出耐極端環境條件的高性能紡織品國旗,使得國旗在月球極端環境中不褪色、不串色、不變形。
徐衛林教授和團隊成員曹根陽、王運利、盛丹、潘恒研討國旗研製技術問題。
歷時8年,攻克多項技術難題
為確保國旗在月面展示時完美呈現,團隊光在選材上就花了超過一年時間。通過反覆試驗測試,方案不斷推翻重來,最終確定了國旗材料體系。
適應太空中的強紫外環境,也是國旗研製中需要突破的技術瓶頸。團隊經過試驗,利用小分子調控技術實現了芳綸纖維的結構調控及顏色構建,並在此基礎上實現了極端紫外條件下優良的耐日曬牢度。
此外,如何保證國旗不串色也是一大難題。第一次在北京接受太空環境模擬實驗時,國旗出現了紅黃串色問題,一下子影響了整個項目的進度。經過反覆實驗,團隊利用該校榮獲國家科技發明二等獎的“優質天然高分子材料的超細粉體化及其高附加值的再利用技術”製備了微奈米蠶絲粉體,利用其與顏料粒子的協同作用,從本質上解決了極端條件下顏料熱昇華及熱遷移牢度問題。
通過一系列技術攻關,最終團隊製備出的月面展示國旗約為一張A4紙大小,重量僅11.8克,遠遠優於航太指標要求。
8年磨一劍,尤其在技術攻關關鍵時期,團隊不捨晝夜,24小時守著儀器做模擬實驗。“8年多,把好多人都熬退休了。”團隊成員王運利笑稱,“那會我還沒結婚呢,如今孩子都快上小學了。”
(馬凱 通訊員:鄭婷)