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五星红旗闪耀月球背面,零下170度仍能保持本色

2019-1-5 17:43| 投稿: xiaotiger |来自: 互联网


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摘要: 图为嫦娥四号着陆器月面着陆效果图。国防科工局探月与航天工程中心 供图1月3日10时26分,嫦娥四号探测器着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内,实现人类探测器首次在月球背面软着陆,同时也让五星红旗 ...

图为嫦娥四号着陆器月面着陆效果图。国防科工局探月与航天工程中心 供图

1月3日10时26分,嫦娥四号探测器着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内,实现人类探测器首次在月球背面软着陆,同时也让五星红旗首次出现在月球背面。

五星红旗作为嫦娥探月工程的独特标识,充分有效地向世界展示了我国月球探测的成果,为展示我国航天科技的成就、提升民族自豪感发挥了重要的作用。中国航天科技集团五院510所利用所内科研力量在星用表面工程技术领域的优势,圆满完成了嫦娥工程用国旗的研制,担当起了嫦娥探月工程“扛红旗”的光荣角色。在这光荣的背后,凝聚了研制团队全体人员的辛勤汗水。

研制方案千呼万唤始出来

在探测器上贴国旗,让每个关注的人都可以清晰地看到印有五星红旗的嫦娥探测器在月球上漫步,无疑是一件非常振奋人心的事。但是,太空环境毕竟和地球不同,采用什么方法才能让国旗牢牢附着在探测器表面上,是背胶粘贴,还是铆钉固定?采用什么涂料才能确保国旗的颜色和图案在太空环境下经受得住考验,永不变形,永不变色?还有,探测器的体积有限,实验任务非常繁重,如何既让国旗能够处于一个醒目的位置,位于摄像头可及的范围之内,又能满足探测器实验仪器对环境的苛刻要求?这一系列问题,每一个都是全新挑战,是研制人员必须攻克的关键技术。任何一个问题不予以完美解决,都会直接影响产品的性能,甚至导致任务的失败。

研制初期,设计方案的确定是摆在研制人员面前的第一个难题,“光是设计方案就做了10多个,我们从项目产品设计师的电脑上看到了一长串文件,是不同版本的设计方案。”研制人员表示,“有的方案在进行到一半的时候,发现最终实现不了,还得重头再来,方案论证几乎用了大半年的时间”。

在方案编制和论证的过程中,研制团队几乎走遍了国内重要的宇航材料研制单位,查阅了国际上相关的研制资料。为了给红旗找到合适的附着区域,研制人员与图像与信息处理的有关专家进行了上百次模拟演练,几乎试遍了探测器上每一个可用的区域,验证了每一个可能的光线范围和拍摄角度、拍摄距离。最终在巡视器和着陆器上分别找准了相应的位置,各自的红旗都在对方的摄像拍摄范围之内,确保清晰可见。

行百里者半九十,对细节几乎苛刻的追究,再加上锲而不舍的坚持,方案最终得到了各级领导和专家的认可。“作为技术人员,我们一门心思想的是如何圆满地完成任务,我们坚持自己的技术方案,幸运的是,这个任务非常成功!”研制人员指出。方案最终决定采用背胶与铆钉相结合的方法,确保五星红旗牢牢附着在探测器表面,基底采用探测器表面热控材料聚酰亚胺,它与嫦娥探测器采用的热控材料一样,重量也从当初的200克降低到20克,可以最大限度地降低对星用载荷仪器的影响。

久经考验确保五星红旗永不变色

国旗制作有一套严格的标准,红黄两种颜色、五角星的规格均有严格量化的规定。为确保在制作过程中不走样,设计人员专门与国家编制国旗标准的专家取得联系并进行多次沟通,学习了鉴别国旗色彩和图案的标准工具和方法,但嫦娥用国旗是采用特种涂料印制于有机高分子薄膜材料上制作出来的,与国标中规定的纺织品材质有很大不同,因此无法直接引用其色空间坐标,经过反复比较验证,考虑到基底材料的特殊性和使用环境的特殊性,对于制作出的国旗样品,采用标准色卡和图表灰度卡严格对比,尤其是一个大五角星和四个小五角星,不仅对其位置严格测量,而且对其每个角的度数严格测量,确保误差在允许范围之内。

经过无数次调试,颜料色彩终于跟国标达成一致。第一套样品是采用激光喷绘工艺制作的,各级领导都来仔细观察这个神奇的产品。虽然摄像机拍摄出来的效果很好,但是领导和专家近距离察仔细观察,不停地变换角度、变化光线琢磨,觉得产品还是不够完美,因为涂料在喷绘时有少许不均匀,致使红旗表面出现小量微小的颗粒物。研制人员经过仔细探索,最后完全更换了工艺,特别委托研制了一套高精度的丝网印刷设备,专门给国旗上色,经过多轮试验,印制出的五星红旗比镜面还光滑,在阳光下熠熠生辉,光彩夺目,达到了预期的研制效果!

如此一丝不苟、精雕细作,可是产品在地面高低温环境试验中还是发生了问题。当真空环模试验温度增加到一定高度时,红旗的色彩和图案全部蒸发了,只剩下一片光秃秃的长方形材料,这让科研人员大伤脑筋。在这关键时刻,全体团队成员毫不气馁、迎难而上,以5℃为一个步进单位逐步调整试验温度,经过一个多月加班加点,连续进行了七次热真空试验,拿到了关键的试验结果,并追加了产品的拉偏试验,充分验证了嫦娥探测器器表国旗满足-170℃——+170℃的任务要求,明确了国旗的耐温性能,最后终于实现了在±170℃范围内,五星红旗均能保持本色,鲜艳如新。这个温度范围也完全满足探测器太空试验所需的温度要求。

距离成功的终点已经很近了,在接下来的一个月试验验证中,五星红旗每天24小时在真空环境下高低温范围内接受考验,到试验结束,它始终保持着自己的本色,经受住了严酷的考验。

严格细致才能出精品

为了能够做出精品,完成高质量国旗的加工,他们反复投产生产加工,一遍又一遍地进行检验、整理数据、分析解决问题、准备评审材料,工作到凌晨甚至通宵都是家常便饭。为了摸清材料的特性、验证国旗的空间适应性,仅热真空试验做了数轮,全体研制人员分组排班24小时不间断地进行工作;每一次加工和试验完成后的检验工作是个体力活,不仅要细心加耐心,还要有体力,从鉴定件到初样、正样,每次检验都要进行数百个数据的测试,每当检验完成时,技术人员手上的乳胶手套已经湿的粘在手上,一直保持弯曲的腰背已经僵硬地直不起来。

研制团队以这样顽强的干劲攻克了一个又一个难关,先后解决了多层漆涂图形精准对位技术、真空高低温环境下颜料稳定技术等多项技术难题,最终成功完成了嫦娥工程用国旗的研制,而正是航天人敢于拼搏的精神激励着团队全体人员:不怕苦不怕累,只为做出航天精品!

1949年新中国成立时,某丝绸生产单位为国家提供了制作第一面五星红旗的用料,成为同行眼中永远的骄傲。“而今天,我们可以骄傲的说在深空探测任务中经受考验的第一面五星红旗是510所研制的!当五星红旗在地外天体上“留影”的图像在各大媒体争先播出时,团队所有成员感到无比的欣慰和骄傲——我们用自己的智慧和汗水让五星红旗在太空闪耀,我们在太空打上了中国烙印!”研制人员说。


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