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揭秘!在月球上竖起五星红旗有多难
稿源: 湖北日报
武汉纺织大学研制的嫦娥五号“织物版”五星红旗飞向太空前留影
亮出国旗,起飞回家!12月4日,国家航天局发布消息,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。此次国旗展开是我国在月球表面首次实现国旗的“独立展示”。这面国旗由武汉纺织大学徐卫林教授团队历时八年研制而成。当天,记者采访了徐卫林教授及团队核心成员。
徐卫林教授为胡浩总师一行介绍国旗研制过程
自主研发月球上第一面国旗
“此次月面展示国旗装载在着陆器外侧,无任何温控保护措施。当整流罩脱落后,国旗将面临着太空中的高度真空、高低温循环以及强计量紫外辐照等极端环境条件,这对月面展示国旗研制提出了非常高的要求。”徐卫林教授介绍,“我们团队经过一系列的科技攻关,开发出了体现中国特色的耐极端环境条件的高性能织物国旗。”
该面国旗以国产高性能芳纶纤维材料为主、采用徐卫林教授荣获了国家科技进步一等奖的“高效短流程嵌入式复合纺纱技术”,攻克了高模量差异纤维高品质纱线制备的技术难题,制备出高品质月面展示国旗面料。团队成员曹根阳表示,“在该技术的支撑下,我们制备的月面展示国旗约为一张A4纸大小,重量不足12克,比航天要求的重量降低了40%。”
当着陆器到达月球表面后,将通过中国航天三江集团研制的展示装置自动弹开展示国旗。团队成员王运利表示“着陆器飞行过程中,太阳照射时,温度会迅速上升;背阴时,温度会快速下降,所以要求我们的国旗必须能经受零上150度和零下150度的温差考验。”第一次在北京接受太空环境模拟实验时,出现了红黄串色问题。在高真空、高低温交变的环境中,颜料发生了热升华和热迁移。经多次反复实验,确定利用本团队荣获国家科技发明二等奖的“优质天然高分子材料的超细粉体化及其高附加值的再利用技术”制备了微纳米蚕丝粉体,利用其高比表面积及高活化能的特点,与颜料粒子产生协同作用,从本质上解决了极端条件下红黄串色的问题。王运利强调,这一关键之举最终实现了这面国旗最核心的技术难点突破。
团队成员盛丹指出,适应太空中的强紫外环境,是国旗研制中需要突破的另一个技术瓶颈。经过一年多的攻关,团队利用小分子调控技术为蚕丝粉体以及芳纶等材料穿上了一层保护衣,在实现了国旗颜色构建的基础上,同时解决了其耐高剂量紫外线辐射的技术难题。
现在,嫦娥五号上升器已经点火起飞,着陆器和国旗将永远留在月球上。“看到亲手研制的五星红旗在月球上惊艳亮相,徐卫林教授高兴地说,“我们团队还承担了“天问一号”关键器件的研发等航空航天项目。同时,我们还将致力于将月面展示国旗研发中取得的关键技术民用化,让航天技术普惠万家”。
据悉,月面国旗展示系统由中国航天三江集团联合武汉纺织大学等单位共同研制,其中国旗由武汉纺织大学纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室徐卫林教授团队历时八年、持续攻关完成,华茂集团一同参与了研制及生产,华茂集团用其六十多年的生产经验,依靠严格的品质管控技术,提供了近于“苛刻”的质量保障,保证了国旗的航天品质。研制期间,探月工程三期总工程师胡浩、中国科学院空间中心、中国航天三江集团等单位领导专家多次来校指导。
徐卫林教授和团队成员王运利、曹根阳、盛丹、潘恒研讨国旗研制技术问题
团队历时8年辛勤耕耘
研制月球上的国旗,始于2012年。除徐卫林教授外,团队还有王运利、曹根阳、盛丹、潘恒四位核心成员。
2015年正是核心技术的攻关关键时期,团队辗转武汉、北京、上海三地轮番做实验。“实验一开始,往往需要连续做几十个小时,且仪器旁边不能离人,我,王运利,盛丹,三人个24小时轮流值班,一人做满8小时,才将整个实验做下来。”曹根阳回忆。
“徐卫林教授是团队的灵魂,当我们遇到困难时,他总是鼓励我们。”盛丹说,他常常对我们说三个字,忍,韧、仁。科研是一项长期坚持的工作,当你孤军奋战时,要忍得住寂寞,静得下心。做实验,有时要持续几周、几个月,甚至半年,最后得到的结论可能是不行,要推翻重来,越是这个时候越离真相越近,要有韧性。“我们在做国旗实验时,多次实验、多次失败,险些要放弃了,在最无助的时候,是徐教授说不要急也不要灰心,我们坐下来一起讨论,总会有新的转机。”曹根阳说:“我们一次又一次尝试,不断失败不断尝试,最后突破核心技术,非常难办的问题都解决了。”几位核心成员都认为,国旗能有今天这样的成果,离不开徐卫林教授的创新意识。“要有仁爱之心,要有团队精神。”徐卫林教授的话,也一直鼓励着团队的每一位成员。