我们的征途是星辰大海,看到中国那一抹红上升起来,我相信所有中华儿女都会红了眼眶。惊叹科技的发达,骄傲祖国的强大,下一次应该就是一面很大的五星红旗在飘扬了。
嫦娥五号实现我国首次地外天体起飞、首次在月球独立展示国旗
据央视新闻12月3日消息,记者从国家航天局获悉,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”。点火起飞后,上升器经历垂直上升、姿态调整和轨道射入三个阶段,进入预定环月飞行轨道。随后,上升器将与环月等待的轨返组合体交会对接,将月球样品转移到返回器,后者将等待合适的月地入射窗口,做好返回地球的准备。
由于宇宙拥有很强的电磁辐射,以及月球表面有着正负150摄氏度的温差等恶劣环境,这就决定了普通国旗无法在月球上使用。在国旗展示系统立项初期,科研团队为此设计了多种展示形式,既有记忆合金展示方案、伺服升旗方案、机构展示方案等通过卷轴形式展开国旗,也有通过折扇形式展开国旗等方案,但通过高低温试验后发现,只有卷轴形式展开的国旗比较平整,不会出现褶皱等情况。
整套系统中,国旗被完全收纳在“旗杆”里,一起固定在基座上,在登上月球前都处于“密封”状态。随火箭发射升空,期间要经受高温高热考验。要确保基座“零变形”、旗面“无污染”,密封圈至关重要。研制团队对产品结构进行优化,经过反复试验成功解决问题。地球上的试验解决了,月球上的怎么办?月球的重力只有地球的六分之一,按照月球重力设计的国旗展示系统,在地球重力下扭簧力矩不能将系统展开,无法判断试验成功与否。这就需要进行月球环境模拟实验。最终,研制团队设计出了一套试验装置来模拟月球重力,将展示系统固定在上面进行试验,成功验证系统在月球时的展开情况。
我国在月球首次实现国旗独立展示 我国首次地外天体起飞
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近月点环月轨道。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”!(央视)
月球亮相的“织物版”国旗不简单:选材1年、正负150℃下不褪色
嫦娥五号月面国旗展示系统是有效载荷分系统的组成单机之一,也是有效载荷分系统唯一一个关键项目。与嫦娥三号、嫦娥四号以及玉兔月球车上的国旗采用喷涂方式不同,嫦娥五号国旗则是一面真正的旗帜。由于宇宙拥有很强的电磁辐射,以及月球表面有着正负150摄氏度的温差等恶劣环境,这就决定了普通国旗无法在月球上使用。
在国旗展示系统立项初期,科研团队为此设计了多种展示形式,既有记忆合金展示方案、伺服升旗方案、机构展示方案等通过卷轴形式展开国旗,也有通过折扇形式展开国旗等方案,但通过高低温试验后发现,只有卷轴形式展开的国旗比较平整,不会出现褶皱等情况。
但是,如何保证国旗展开时拥有足够的强度,保持平整,研制团队围绕这一问题做了很多理论研究和模拟试验。他们在研究中发现,虽然有些纤维材料的强度很高,但染色性能较差,染色性能较好的纤维材料,强度又达不到要求,因此,单一纤维和纺织工艺都无法满足月面环境的要求。同时,还要保证国旗卷起时在正负150摄氏度温差环境下不能粘连在一起。
国旗展示系统项目指挥马威表示,“国旗展示系统是舱外单机系统,自运载火箭抛掉整流罩后,从地月转移轨道进入月球轨道,再到探测器着陆在月球上,它都一直暴露在极端恶劣环境中。我们通过试验发现,如果把地球上使用的国旗放在月球上,它的颜色在很短时间内就会褪色、串色,甚至分解。”
对于首次接受宇航研制任务的该团队来讲,完全是“摸着石头过河”,其巨大的技术难题摆在了眼前。为保质保量完成研制任务,研制团队不畏艰难,一边地毯式查阅文献资料,一边广泛开展调研论证,携手国内优势单位开展关键技术联合攻关。为此,他们只好走出去与大学和科研机构合作,咨询众多国内知名的纺织企业,寻找适合在月球上使用的纤维材料。
国旗展示系统技术负责人程昌表示,科研团队在选材上花费的时间就超过1年,最终挑选出了二三十种纤维材料,然后通过做包括热匹配性,耐高低温、防静电、防月球尘埃等在内的物理试验,科研团队最终决定采用某新型复合材料,既能满足强度要求,又能满足染色性能要求,从而保证国旗能够抵御月表恶劣的环境,做到不褪色,不串色、不变形。用马威的话来讲,虽然只是一面薄薄的国旗,但科技含量十分高。
嫦娥五号国旗平面运动包络将近2000mm×900mm,整个系统的重量只有1公斤。马威表示,选择这样的旗面尺寸是研制团队经过综合考虑的结果,目的是尽量突出视场效果,让相机拍出来的照片即能看到月表一部分,深空一部分,也能看到着陆器的一部分,如果国旗太大或太小,照片都无法呈现出丰富的元素。
国旗展示系统项目负责人李云峰表示,“我们之所以采用杆系结构方案,是因为它在航天系统里算比较成熟的技术,包括卫星、飞船等航天器的太阳能电池帆板展开,使用的都是杆系结构,其目的就是保证可靠性。”
另外,为了控制整个国旗展示系统的重量,研制团队还对结构进行了优化设计,在选取耐高温、抗严寒材料的基础上尽量将支架臂做薄、做小。
国旗展示系统使用的支架结构在空间环境中要承受冷热交变、空间辐照、极低真空等恶劣环境考验,如果选材不当,可能会发生冷焊(即两块接触金属在太空极低真空环境下会粘连一起),由此带来的问题是机构不能正常工作或打开。
李云峰表示,“为了解决冷焊问题,我们对系统所有的机构和关键位置都进行了防冷焊处理,以保证部件能满足太空环境和月表对温度的要求。可以说,我们为了将国旗展示系统的重量控制在1公斤,整个研制团队做出了不懈努力。”
保证可靠性是整个国旗展示系统的第一任务,整套系统涉及解锁、支架展开、支架固定等步骤,如果支架无法在月球上成功展开,一切都将前功尽弃。李云峰表示,“每一个动作都要确保工作正常,而且这一系列动作都必须在1秒钟内完成。所以,我们的工作是责任重大、使命光荣。”
火工品是整个国旗展示系统中最基础的一环,如果它无法起爆解锁,后续动作就无从谈起。因此,负责机构解锁的火工品爆炸装置成为了关键。程昌表示,国旗展示系统使用的火工品在国内同等用途和功能中属于最小之一。小,意味着它对环境适应性十分敏感,稍有不慎就可能失效。
研制团队通过将火工品放在-200℃左右的液氮罐里和高温环境下进行了几十次试验,模拟它在月球极大温差环境下能否正常使用。与此同时,在国旗展示系统中与火工品同样重要的2根扭簧则是机构支架展开的关键动力源。弹簧的弹性系数在-5℃到2℃的范围内一般不会发生变化,如果超过100℃和低于-30℃都会导致弹簧材料的强度降低,弹性系数也随之降低。工业中设备中常用的扭簧肯定无法满足国旗展示系统展开机构的要求,为此,研制团队专门找到弹簧生产厂家按照要求专门定制,然后在试验室里对其进行高低温、长期压紧、拉伸等试验,以及经常观察它的力学变化情况,以保证扭簧的可靠性。
“五星红旗,你是我的骄傲!五星红旗,我为你自豪!”在月球展示五星红旗,说起来容易,但是做起来太难!用什么材料制作红旗、如何收纳、展开国旗、如何确保国旗不变形等等细节,都是科研人员需要解决的重要问题,全都要靠反复实验才能敲定最终方案。小小的红旗,背后倾注了多少人的心血,为科研人员点赞!为祖国自豪!
嫦娥五号带上月球“土特产”起飞回家,预计20天后内蒙古见!
记者从国家航天局获悉,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。12月2日22时,经过约19小时月面工作,探月工程嫦娥五号探测器顺利完成月球表面自动采样,并已按预定形式将样品封装保存在上升器携带的贮存装置中。
那么,大约2千克的月壤,嫦娥五号带回来还有多久呢?
据了解,嫦娥五号任务完成预计需要20余天,完成月面自动采样与封装之后,接下来将迎来5个挑战。
首先是月面上升阶段,嫦娥五号上升器带着装封好的月面样品放入上升器中,上升器从月球表面起飞。接着,月球轨道交会对接与样品转移,上升器起飞之后与在环月轨道待命的轨迹组合体再次碰头,实现交会对接,把样品转移到返回器里。
这时才启程飞回地球,轨道器带着装有样品的返回器一起,轻装上路,从月球上空飞回地球上空。途中要穿越地球大气层,飞到地球上空之后,返回器与轨道器分离,包裹着月球样品的返回器穿过地球大气层。最后返回器着陆,嫦娥五号返回器最终着陆在内蒙古四子王旗,完成搜索与回收。
追溯历史,人类的无人月球采样是在50年前,苏联于1970年9月12日,发射了世界第一个无人月球采样返回探测器——“月球16号”,并将101克月壤样本带回地球。
本次嫦娥五号的月球着陆区名叫“风暴洋”,是从未有过任何人类探测器到访过的地方,无疑是月球最值得探索的区域之一。嫦五的挑战是带回大约2千克的月壤,若实施成功,中国将成为继苏联和美国后,世界第三个带回月球样本的国家。
嫦娥五号探测器是迄今为止我国研制的最为复杂的航天器系统之一。11月24日4时30分,我国在中国文昌航天发射场,用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器,火箭飞行约2200秒后,顺利将探测器送入预定轨道,开启我国首次地外天体采样返回之旅。
任务圆满成功之后,它不仅标志着我国探月工程将完成“绕、落、回” 三步走发展战略,也将成为人类时隔44年来第一个月球采样返回任务。
没想到小小的一面国旗想要在月球展示的话,居然需要如此多的考量!这次居然还从月球带回了一些