在全球億萬民眾的熱切關(guān)注下，嫦娥五號上升器帶著月球“土特產(chǎn)”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(xiàn)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(xiàn)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(tài)、亮麗的色彩中透著現(xiàn)代高科技智慧。據(jù)了解，它是由中國航天科工集團航天三江聯(lián)合武漢紡織大學(xué)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(shè)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(huán)境極其惡劣，溫差可達(dá)正負(fù)150攝氏度，這就決定了這面國旗必須選用特殊材質(zhì)。研制團隊發(fā)現(xiàn)，單一纖維和紡織工藝無法滿足在惡劣環(huán)境下不能粘連的要求。

面對技術(shù)難題，研制團隊摸著石頭過河，一邊地毯式查閱文獻(xiàn)資料，一邊廣泛開展調(diào)研論證，攜手國內(nèi)優(yōu)勢單位開展關(guān)鍵技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)。他們“走出去”與大學(xué)和科研機構(gòu)合作，咨詢眾多國內(nèi)知名的紡織企業(yè)，尋找適合在月球上使用的纖維材料。

國旗展示系統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)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(nèi)的物理試驗，科研團隊最終決定采用某新型復(fù)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(huán)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(tǒng)項目指揮馬威表示。

整個系統(tǒng)重量控制在1公斤

國旗展示系統(tǒng)由月面國旗、壓緊釋放裝置、展開機構(gòu)3部分組成，在折疊狀態(tài)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(jīng)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(xiàn)出豐富的元素。

減重是國旗展示系統(tǒng)面臨的另一個難題，為此，研制團隊選用耐高溫、抗嚴(yán)寒的輕質(zhì)材料，把相關(guān)部件盡量做薄、做小，并進(jìn)行高度集成設(shè)計。

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

國旗展示系統(tǒng)項目負(fù)責(zé)人李云峰表示：“為了避免出現(xiàn)冷焊問題，我們對系統(tǒng)所有的機構(gòu)和關(guān)鍵位置都進(jìn)行了防冷焊處理，以保證部件能滿足太空環(huán)境和月表環(huán)境對溫度的要求。可以說，我們?yōu)榱藢煺故鞠到y(tǒng)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(tǒng)的第一任務(wù)。據(jù)了解，國旗展示系統(tǒng)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(nèi)完成。所以，我們的工作是責(zé)任重大、使命光榮。”

火工品是整個國旗展示系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的一環(huán)，如果它無法起爆解鎖，后續(xù)動作就無從談起。因此，負(fù)責(zé)機構(gòu)解鎖的火工品起爆裝置成為了關(guān)鍵。

程昌表示，國旗展示系統(tǒng)使用的火工品在國內(nèi)同等用途和功能中屬于最小之一。小，意味著它對環(huán)境適應(yīng)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(huán)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(huán)境下進(jìn)行了幾十次試驗，模擬它在月球極大溫差環(huán)境下能否正常使用。

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

工業(yè)設(shè)備中常用的扭簧肯定無法滿足國旗展示系統(tǒng)展開機構(gòu)的要求，為此，研制團隊找到彈簧生產(chǎn)廠家按照要求專門訂制，然后在試驗室里對其進(jìn)行高低溫、長期壓緊、拉伸等試驗，經(jīng)常觀察它的力學(xué)變化情況，以保證扭簧的可靠性。

嫦娥五號國旗展示系統(tǒng)經(jīng)受了考驗，在完成漫長的奔月旅程后，在環(huán)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。