五星红旗首次在月背独立动态展示

　　新京报记者从国家航天局获悉，昨日7时38分，嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞，3000N发动机工作约6分钟后，成功将上升器送入预定环月轨道。嫦娥六号完成世界首次月球背面采样和起飞。

　　5月3日，嫦娥六号探测器发射升空，开启奔月之旅，历经近月制动、着陆器与上升器组合体和轨道器与返回器组合体分离，于6月2日成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区。6月2日至3日，嫦娥六号顺利完成在月球背面南极-艾特肯盆地的智能快速采样，并按预定形式将珍贵的月球背面样品封装存放在上升器携带的贮存装置中。

　　完成采样后，嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开。这是中国首次在月球背面独立动态展示国旗。

　　后续，上升器将与在环月轨道上等待的轨道器和返回器组合体进行月球轨道的交会对接，并将月球样品转移到返回器中；轨道器和返回器组合体将环月飞行，等待合适的返回时机进行月地转移，在地球附近返回器将携带月球样品再入大气层，计划降落在内蒙古四子王旗着陆场。

　　揭秘 1

　　嫦娥六号如何在月背“挖土”？

　　智能采样是嫦娥六号任务的核心关键环节之一，探测器经受住了月背高温考验，通过钻具钻取和机械臂表取两种方式，分别采集了月球样品，实现了多点、多样化自动采样。要顺利取得宝贵的月壤，离不开一系列关键核心技术的支撑。

　　新京报记者从中国航天科技集团第五研究院（以下简称“航天五院”）获悉，该院精心设计了钻采和表采结合的“挖土”模式，并为嫦娥六号探测器装备了钻取采样装置、表取采样装置、表取初级封装装置和密封封装装置等“挖土神器”，让高难度的月背“挖土”更稳妥顺畅。

　　独创钻头“百里挑一”

　　月背上“挖土”是精细活。如何用最“省力”的方法采集到最多的月壤，嫦娥六号探测器采用了两种办法。一是表取采样，就是用一个机械臂携带采样装置采集月球表面的土壤；二是钻取采样，就是用一根钻杆钻入月球表层预定深度，把较深层土壤采集出来，采样难度和不确定性更大。

　　其中，“钻得动”是研制团队最为关注的环节之一，并为此开展了大量地面试验与仿真分析。针对月背中继通信可能无法有效配合钻采作业这一极端工况，研制团队设计了应急程序，做好充分准备，能够通过“人机协作”的方式，辅助嫦娥六号及时研判控制钻取风险，现场决策后续动作。

　　航天五院专家介绍，结合月壤特性，研制团队设计了“百里挑一”的独创钻头，通过对比多种设计方案，最终确定了取芯机构方案以及相应构型，使其具备高硬度岩石的钻进能力。同时，研制团队为使设备具有针对不同颗粒度月壤的切削、拨、挤、排能力，让钻头形成多个切削面，在实现高效取芯的同时，具有良好的层序保持特性。

　　提芯拉绳特殊设计

　　月球表面为高真空、高低温、月尘综合环境，要使38万公里之外的月球样品历经空间飞行、再入返回过程中经过力、热等复杂环境后仍能不被地面环境污染，维持月球样品原态，这需要研制一套专门的装置，使其能够在月表自动承接、密封样品，最终保证样品完好无缺地送回地球。

　　航天五院专家告诉记者，为保证取得的样品在提芯过程中不发生掉落，研制团队经过多方案的筛选验证，设计采用了特定的封口方案，封口器采用扭转密闭式结构，并进行大应变材料设计，具有低力载、高可靠的特点，且长时间处于大变形承载状态下也不发生应力松弛现象，实现了简单可靠的封口。

　　“针对采集的月壤样品具有可变形特征，嫦娥六号探测器还专门设计了特殊的提芯拉绳，确保取芯软袋具有确定的几何形状，方便样品传送和转移。”上述专家说，为将月壤封装容器与整形机构分离并传送至上升器内，研制团队还设计了专门的分离和传送方案，不仅结构简单、操作易控、能耗低，还可实现不同着陆姿态下封装容器的精准传送。

　　揭秘 2

　　月背展示的五星红旗用什么做的？

　　完成月表取样后，嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开。这是我国首次在月球背面独立动态展示国旗。

　　新京报记者了解到，这面五星红旗的原材料是玄武岩。

　　历时近4年研制出“石头版”织物国旗

　　嫦娥六号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。针对此次任务中高低温交变、高真空及强紫外辐射等极端环境要求，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院士月面国旗团队选用了与月壤化学成分相近的玄武岩材料。

　　记者从武汉纺织大学获悉，历时近4年，团队攻克了玄武岩超细纤维纺丝、纺纱、织造及色彩构建等诸多国际难题，首次成功研制出无温控保护、独立动态展示的“石头版”高品质织物国旗。

　　与嫦娥五号在太空飞行7天后到达月面相比，此次嫦娥六号自5月3日出发后，在太空飞行了30天才落月，时间大幅增加。在奔月、绕月及落月的过程中，高低温反复交替，国旗对环境的耐受性要求就更高。

　　“玄武岩纤维具有非常优异的隔热抗辐射性能，能够抵御月表恶劣环境。但玄武岩纤维属于无机纤维，表面光滑、脆性易碎、模量高，难以纺制超细丝、纺纱、织造，以及构筑高牢度的颜色，这些都是团队要攻克的难题，可以说这是一面技术含量很高的‘石头版’织物国旗。”徐卫林院士说。

　　“石头”纤维直径约为头发丝三分之一

　　嫦娥六号月面国旗规格和嫦娥五号上的国旗一样，也是300毫米×200毫米，与A4纸差不多大。但玄武岩纤维密度超出嫦娥五号国旗原料密度近一倍，按常理推断，“石头版”国旗会更重。团队研发了直径约为头发丝三分之一的超细玄武岩纤维，最后做出来的嫦娥六号国旗的重量只有11.3克，比嫦娥五号国旗轻0.5克。

　　嫦娥六号月面展示国旗的重量和质量要求非常严格，既要薄而软，又要强而韧，但玄武岩纤维属无机纤维，脆性较大、耐磨性差、表面光滑，因此，制备超细玄武岩纤维难，纺高品质纱难，构建高牢度颜色也难。

　　针对上述三大技术难点，月面国旗研制团队联合相关企业创新设计了喷丝板内腔结构，进行梯形优化，再配合炉内分布式精准控温，成功实现了超细玄武岩纤维的稳定量产。此外，团队利用织物表面的芳纶短纤毛羽，使颜料中的黏合剂与其形成类似“铆钉”锚定的效果，有效提升涂料的界面结合牢度与国旗图案的饱满度，保障国旗的月面展示效果。

　　多轮评估试验确保国旗最佳成像效果

　　嫦娥六号月面国旗展示系统是探月工程四期探测器系统的关键项目。由于落月位置不同，嫦娥六号国旗展示系统在嫦娥五号任务基础上进行了适应性改进，并开展了展示效果和产品寿命可靠性评估。

　　记者从中国航天科工集团有限公司了解到，光线对于国旗的成像效果至关重要，由于嫦娥六号是在月球背面着陆，月面光线与旗面角度都发生了变化。

　　为此，研制团队提出了多种改进方案，联合总体单位开展了多轮方案评估和地面模拟月面成像试验，以保证国旗的最佳成像效果。同时，研制团队开展了国旗展示系统寿命评估和验证工作，确保能够在月球背面可靠运行。

　　徐卫林院士表示，未来玄武岩纤维作为轻质、柔性防护材料，将在航天服、太空舱、月球基地等航空航天场景有越来越广泛的应用。

　　揭秘 3

　　嫦娥五号、六号着陆区全景图有何差异？

　　昨日，国家航天局发布嫦娥六号着陆器着陆月球背面拍摄的系列影像图，包括落月过程中降落相机拍摄的着陆区域附近影像、全景相机拍摄的着陆点影像。相关影像数据经鹊桥二号中继卫星传回，影像图由地面应用系统处理获得。

　　此前嫦娥五号也曾拍摄过着陆区全景图。嫦娥六号、嫦娥五号着陆区全景图有何差异？

　　据中国科学院国家天文台研究员任鑫介绍，从嫦娥六号所拍摄的全景图看，着陆区特别平坦，这反映出安全着陆区选得比较好，远处可以看到有一些山，这实际上是在地平面以外更远距离的阿波罗盆地的一些环形坑的边缘。

　　“和嫦娥五号拍摄的着陆区全景图相比，嫦娥六号拍的全景图最明显的差别是，着陆区表面上没有嫦娥五号的碎石块那么多，特别是在嫦娥五号的着陆区有一块30厘米左右大的石块，是从远处抛射来的，但在嫦娥六号的着陆区没有发现这么大的石块，有几个石块可能大小就三五厘米这样大。感觉表面比嫦娥五号要光滑，有一些小撞击坑，还有一些像泥巴一样的痕迹，有可能是溅射物抛射落到着陆区的一些痕迹。”任鑫说。

　　据央视新闻

　　揭秘 4

　　嫦娥六号如何回家？

　　与地面起飞相比，嫦娥六号上升器没有固定的发射塔架系统,而是将着陆器作为“临时塔架”。与嫦娥五号月面起飞相比，嫦娥六号从月球背面起飞，无法直接得到地面测控支持，而需要在鹊桥二号中继卫星辅助下，借助自身携带的特殊敏感器实现自主定位、定姿，工程实施难度更大。

　　嫦娥六号从月背起飞到返回地球，要经历哪些节点？

　　首先，嫦娥六号“着上组合体”进行分离，也就是上升器与着陆器的分离。着陆器留在月面，上升器带着月壤从月背起飞。

　　上升器经过约6分钟飞行，就到了近月点约15公里、远月点约180公里的上升目标轨道。此后，再经过几次轨道机动，进入高度约210公里的环月圆轨道。在这里，“轨返组合体”正等待着上升器。

　　由于上升器和“轨返组合体”的重量差距比较大，为了避免交会对接时两器碰撞，两个飞行器的交会对接将采用“握手”加“抱紧”的方式，这一过程约需21秒（1秒捕获、10秒校正、10秒锁紧）。

　　完成交会对接后，上升器要转交月壤样品，借助转移机构，样品容器将通过一个200到300毫米的狭小通道，最终被抓取到返回器内。

　　在完成样品转移后，“上升器”完成使命，与“轨返组合体”分离。这之后，“轨返组合体”就在环月轨道飞行、等待月地转移的“窗口”时机。环月等待为14天左右，“轨返组合体”开始实施月地转移入射机动，进入月地转移轨道。此后，经过约5天、途中进行1至3次修正后，“轨返组合体”来到距离地球约5000公里的高度，这时，嫦娥六号的返回器和轨道器分离。

　　之后，返回器便独自进入再入返回阶段，本次返回，采用的是半弹道跳跃式再入大气层的方式。最终，嫦娥六号返回器将降落于内蒙古四子王旗着陆场，完成这场历时53天的地月往返之旅。据央视新闻

　　A10-A11版采写（除署名外）/新京报记者 张建林