今年5月3日，嫦娥六號在中國文昌航太發射場發射，由長征五號送入地月轉移軌道。在53天的時間裏，嫦娥六號成功著陸月背南極“艾特肯盆地”的預選著陸區，並實現世界首次月背採樣和起飛，並攜帶月壤于6月25日成功返回地球，往返超過76萬公里。

　　在這份成功的背後，還有許多不為人知的故事。系列報道《月亮之上的科技“嫦娥”》，探索嫦娥探月背後的科技力量。今天我們一起關注首次在月球背面展示的五星紅旗。

　　“石頭版”五星紅旗 原料來自玄武岩

　　此次嫦娥六號在月背展示的國旗，對材質的要求非常特殊，它是用“石頭”做成的。

　　在河北蔚縣的一家採石場，這裡正在採集的是一種叫玄武岩的石材。這裡的玄武岩，是國內地層最古老、數量最多、種類最全的玄武岩群之一。

　　蔚縣新源玄武岩礦業負責人 朱兆春：玄武岩具有韌度高、耐腐蝕性、耐酸鹼性、耐高溫低溫等優異性能。

　　朱兆春對玄武岩的特性很了解，但他不知道的是，玄武岩所具備的這些特性，正是嫦娥六號月面國旗研製團隊一直在尋找的適合月球環境的材料。

　　嫦娥六號月面國旗研製團隊成員 武漢紡織大學教授 王運利：月球的環境下，它的高低溫是零下150℃和零上150℃這麼高的溫差。因為月球沒有大氣保護，紫外線會直接照射到物體上。所以説，對於國旗，它提出了更加嚴苛的環境的要求。

　　除了特性能夠滿足月球環境之外，研製團隊在研究月壤成分的時候還發現，玄武岩也與月壤化學成分相近。

　　嫦娥六號月面國旗研製團隊成員 武漢紡織大學教授 曹根陽：我們通過公開研究月壤的文獻，發現月球上玄武岩的組分是很複雜的，有一二十種成分，最主要的是二氧化硅。我們就去匹配，對石頭進行了分析，發現它的數據和月壤的成分非常接近。最終，我們選擇了河北蔚縣的玄武岩礦。

　　就這樣，河北蔚縣的玄武岩被選為製造嫦娥六號國旗的原材料。這些在地球存在了億萬年的石頭，踏上了奔月之路。

　　千錘百煉 石頭變成超輕超薄布料

　　此次嫦娥六號選擇“石頭版”國旗進行月背展示，有一個非常重要的原因，就是把玄武岩製造國旗作為月面原位製造的一種探索。未來建造月球基地需要就地取材，把月球上的玄武岩做成片狀或者管狀建材，用於月面建造，這樣比在地球上取材大大節省了成本。

　　原料確定後，如何把石頭變成布料，並精準控制重量，成了研製團隊急需攻克的難題。

　　嫦娥六號月面國旗和嫦娥五號上的國旗規格一樣，大小也是300mm*200mm，與一張A4紙差不多大。不過，玄武岩纖維的密度超出嫦娥五號國旗原料密度近一倍，這就會導致“石頭版”國旗會更重。由於要用到航太器上，月面國旗的重量要求極為苛刻，需要在同樣的尺寸大小下，保持一樣的重量。研製人員推算出，這需要把玄武岩纖維做到每1000米重8.8克的密度才不會超重，但這麼細的玄武岩纖維要怎麼生産出來呢？

　　曹根陽告訴記者，當時工藝控制、爐子溫度、噴絲板狀態等等都在不斷地調試，但是無論怎麼做，10克每千米的密度指標都成了製作玄武岩纖維難以跨越的鴻溝。經過無數次的試驗，在一次生産過程中發現，對噴絲板內腔結構進行梯形優化，再配合爐內分佈式精準控溫，可以解決玄武岩纖維特性不足的問題。

　　最終，研製團隊成功實現了超細玄武岩纖維的穩定量産，他們做出來的嫦娥六號國旗的重量只有11.3克，比嫦娥五號國旗還要輕0.5克。

　　四年攻關 月背完美呈現“中國紅”

　　超細玄武岩纖維製造出來了，下一個挑戰接踵而至。“如何給石頭製造出來的纖維上色”成為擺在研製團隊面前的又一難題。

　　由石頭拉出的細絲和布料不同，表面特別光滑，顏料不能牢固地附著在旗面上。旗子做好了，顏色又上不去了，科研團隊只能反覆嘗試，來找到解決的辦法。

　　最後，研製團隊結合嫦娥五號的經驗，利用織物表面的芳綸短纖毛羽，使顏料中的黏合劑與其形成類似“鉚釘”錨定的效果，有效提升塗料界面結合牢度與國旗圖案的色彩飽滿度，保障了國旗的月面展示效果。

　　科研人員告訴記者，從一根絲到一面旗，中間的工序少説也有四五十步。相較于嫦娥五號國旗研製的8年攻關，嫦娥六號國旗的科研攻關時間格外緊張，團隊成員們幾乎沒有休息日，這些都是為了確保這面國旗能夠經受住“千錘百煉”。

　　嫦娥六號月面國旗研製團隊成員 武漢紡織大學博士 盛丹：力學實驗就有4個，環境實驗裏面是有三步，包括前期測試之類的，至少在50步。最後是拿一面旗子，從頭到尾經歷了一次完整的實驗，包括最後的展開。後來看到國旗機構展開的時候，看到機構展開的時候，伸出小手，覺得特別可愛、自豪。

　　月面國旗研製團隊歷時近4年，攻克了玄武岩超細纖維紡紗、織造及色彩構建等諸多國際難題，首次研製出無溫控保護、獨立動態展示的“石頭版”高品質織物國旗，實現了我國首次在月球背面獨立動態展示國旗。又一次在月球打上“中國標識”！

　　前景可期 航太科技織就“防火魔法衣”

　　在“石頭版”國旗研製的同時，月面國旗團隊開啟了將玄武岩纖維拓展到對耐熱、阻燃等領域的應用研究。這些研究成果也讓玄武岩有了更多的用武之地。

　　眼前閃爍著金褐色光澤的天然纖維，就是由堅硬的玄武岩拉絲而成。生産車間裏，大批的玄武岩碎石被投進高爐，1500℃的高溫下，岩石被熔化為液體，再通過轉軸拉成肉眼幾乎無法看到的細絲。而這一股纖維中，總共包含400根500微米的單絲。用手觸摸一縷玄武岩纖維的單絲，其質感像頭髮絲一樣，絲滑又極具韌性，由它們製成的衣服就是具有防火功能的“魔法衣”了。

　　玄武岩纖維結合紡織工藝製成的布料，除了作為消防衣在特殊場景進行使用以外，未來還可以製成防火窗簾、防火床墊等家用物品。同時，在道路建設、複合材料、新能源汽車等領域，玄武岩纖維都有著廣闊的應用前景。

　　湖北匯爾傑新材料科技股份有限公司總經理 吳敏勇：在新能源汽車領域，可以用作剎車片，可以用做電池模組的防火布；在航太軍工領域，我們用作航太發射場攔截網。

來源：央視新聞客戶端    | 撰稿：辛文    | 責編：丁薩    審核：張淵

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