在月球上豎起五星紅旗有多難

張航

2020年12月3日，嫦娥五號著陸器上攜帶的一面“織物版”五星紅旗在月面成功展開。這是我國在月球表面首次實現國旗的“獨立展示”。從打開到豎起僅耗時1秒鐘。

選材花費時間超過1年

與嫦娥三號、嫦娥四號上的國旗采用噴涂方式不同，這次亮出的國旗是一面真正的“織物版”旗幟。這種旗桿式國旗在我國探月工程中是首次使用。

由于宇宙中擁有很強的電磁輻射，且月球表面有正負150攝氏度的溫差等惡劣環境，普通材質的旗幟無法在月球上使用。

為此，科研團隊花費了超過1年時間，挑選出二三十種纖維材料，通過做包括熱匹配性，耐高低溫、防靜電、防月球塵埃等在內的物理試驗，最終決定采用某新型復合材料，制成了嫦娥五號展示的國旗。

據介紹，這種材料既能滿足強度要求，又能滿足染色性能要求，從而保證國旗抵御月表惡劣的環境，做到不褪色、不串色、不變形。

整個系統重量控制在1公斤

月表惡劣的溫差環境，也對國旗展示系統的工藝設計、集成設計提出了很高要求。

研制團隊經過論證，考慮到復雜性和重量等原因，最終選擇使用二級桿方式來呈現國旗。這種桿系結構方案是在航天系統里比較成熟的技術。

與此同時，為控制系統重量，研制團隊還在選取耐高溫、抗嚴寒材料的基礎上，盡量將支架臂做薄、做小。最終，將整個系統重量控制在1公斤。

國旗展示系統使用的支架結構在空間環境中要承受冷熱交變、空間輻照、極低真空等惡劣環境考驗，如果選材不當，可能會發生冷焊，即兩塊接觸金屬在太空極低真空環境下粘連在一起，導致機構無法正常工作。對此，研制團隊對系統所有的機構和關鍵位置都進行了防冷焊處理。

多種試驗確保機構成功開展

嫦娥五號國旗展示系統涉及解鎖、支架展開、支架固定等步驟，保證可靠性是整個系統的第一任務。這一系列動作都必須在1秒鐘內完成。

火工品是整個國旗展示系統中最基礎的一環，如果它無法起爆解鎖，后續動作就無從談起。國旗展示系統使用的火工品，在國內同等用途和功能中屬于最小之一。小，意味著它對環境適應性十分敏感，稍有不慎就可能失效，尤其是面對月球惡劣的溫差環境。

面對這一難題，研制團隊將火工品放在零下200攝氏度左右的液氮罐里以及高溫環境下進行了幾十次試驗。

此外，機構支架展開的動力源——2根扭簧，同樣至關重要。如果超過100攝氏度和低于零下30攝氏度，都會導致彈簧材料的強度降低，彈性系數也會隨之降低。

工業設備中常用的扭簧，自然無法滿足國旗展示系統展開機構的要求。研制團隊找廠家按照需求專門訂制，然后對其開展高低溫、長期壓緊、拉伸等試驗，觀察其力學變化情況，以保證扭簧的可靠性。

摘編自中央紀委國家監委網站