五星红旗首次在月球独立展示怎么展示的，五星红旗在月球展示有多难，展示过程分析

　　五星红旗首次在月球独立展示，怎么展示的?难度如何?

　　在点火和起飞前，着陆上部组件实现了月球面国旗的展开以及升降舵和着陆器的解锁和分离。国旗的发射是中国首次实现了国旗在月球表面的“独立展示”。

　　国旗可以独立显示，主要由月面国旗显示系统辅助。该系统由中国航天科工集团开发，由月面国旗，压放装置和展开机构三部分组成，长约半米。该系统在探测器处于折叠状态的情况下升空，并在登月后根据指令解锁和打开。

　　来自中国航天科工的专家表示，国旗显示系统布置在嫦娥五号着陆舱外部，热环境和空间环境恶劣，需要采取各种环境适应措施来保证其正常工作。作为突出中国重大科技创新活动的标志性动作，国旗展示系统必须独立解锁，具有高可靠性和高安全性。

　　专家表示，为了让全景相机获得元素丰富、比例协调的国旗照片，国旗显示系统需要在打开时扩展探测器，并提供更大的国旗面尺寸和良好的拍摄角度。国旗展示系统在满足上述功能要求的同时，还需要采取轻量化、小型化的设计措施，对系统的重量要求极其严格。

       这一次国旗旗帜完全不一样，怎么不一样了？

　　1、选材花费时间超过1年

　　嫦娥五号月球国旗显示系统是有效载荷子系统的组成部分之一，也是有效载荷子系统唯一的关键项目。不同于“嫦娥三号”，“嫦娥四号”和玉兔月球车上的国旗，“嫦娥五号”国旗是真旗。

　　因为宇宙有很强的电磁辐射，月球表面有正负150摄氏度的温差，决定了普通的国旗不能在月球上使用。

　　在国旗展示体系的初期，研究团队为此设计了多种展示形式，包括记忆合金展示方案、伺服升旗方案、机构展示方案等。以及国旗的折扇方案等。但是经过高低温测试，发现只有以卷轴形式发展的国旗比较平整，没有出现褶皱。

　　然而，研究小组就如何确保国旗有足够的力量并在发射时保持平坦进行了大量的理论研究和模拟试验。他们在研究中发现，虽然有些纤维材料强度较高，但染色性能较差，染色性能较好的纤维材料强度达不到要求。因此，无论是单纤维还是纺织品加工都不能满足月球环境的要求。同时，还必须确保国旗在正负150摄氏度的温差下卷起时不会粘在一起。

　　国旗展览系统项目主任马威说：“国旗展览系统是一个独立的舱外系统，自从运载火箭放下整流罩，将轨道从地球转移到月球，然后在月球着陆以来，它一直暴露在极其恶劣的环境中。我们通过实验发现，如果把地球上使用的国旗放在月球上，它的颜色会在短时间内褪色、变色，甚至分解。”

　　对于第一次接受航天研制任务的团队来说，完全是摸着石头过河，其巨大的技术问题摆在我们面前。为了保质保量完成研发任务，研发团队不畏困难，同时地毯式查阅文献资料，进行了广泛的研究论证，并与国内优势单位联手，共同攻关关键技术。因此，他们不得不走出去，与大学和科研机构合作，咨询国内许多知名纺织企业，寻找适合在月球上使用的纤维材料。

　　国旗展览系统技术总监程昌，说，研究团队花了一年多的时间进行材料选择，最终选择了二三十种纤维材料。然后，通过包括热匹配、耐高低温、防静电、防月尘等物理测试。研究小组最终决定采用一种新的复合材料，这种材料能够满足强度要求。它还能满足染色性能要求，从而保证国旗能抵抗月表，的恶劣环境，不褪色、不变色、不变形。

　　用马威的话说，虽然它只是一个单薄的国旗，但它的科技含量却很高。

　　2、整个系统重量控制在1公斤

　　“嫦娥五号”国旗飞机运动包络线近2000mm900mm，整个系统重量只有1 kg。马威说，选择这样的国旗尺寸是开发团队综合考虑的结果，目的是尽可能突出视野，以便相机拍摄的照片可以看到月表，的一部分、深空的一部分和着陆器的一部分。如果国旗太大或太小，照片不能显示丰富的元素。

　　由于“嫦娥五号”国旗展示系统的重量只有1kg，研究小组为减轻整个系统的重量付出了巨大的努力，这不仅需要轻质材料，还需要“瘦身”设备。面对月表，恶劣的温差环境，也需要对国旗显示系统进行工艺设计和集成设计。

　　当国旗展览系统建立时，研究小组演示了使用四极、三极和两极作为国旗方案。然而，考虑到复杂性和重量，最终选择第二极进行演示。

　　国旗展示系统项目负责人李云峰，说：“我们之所以采用杆式结构方案，是因为它是航空航天系统中相对成熟的技术，包括卫星和航天器等航天器的太阳能电池帆板。杆结构的目的是确保可靠性。”

　　此外，为了控制整个国旗，显示系统的重量，研究小组还对结构进行了优化，在选择耐高温和耐寒材料的基础上，使支撑臂尽可能的薄和小。

　　国旗展览系统中使用的支架结构必须能够承受冷热交变、空间辐射和空间环境极低真空等恶劣环境试验。如果材料选择不当，可能会发生冷焊(即两个接触金属在空间极低的真空环境下会粘在一起)，导致机构无法正常工作或开启的问题。

　　李云峰说：“为了解决冷焊问题，我们对系统的所有机构和关键位置进行了防冷焊处理，确保部件能够满足月表的空间环境和温度要求，可以说，为了将国旗显示系统的重量控制在1公斤，整个开发团队进行了不懈的努力。”

　　3、多种试验确保机构成功开展

　　确保可靠性是整个国旗展览系统的首要任务。整个系统涉及解锁、支架展开、支架固定等步骤。如果支架不能在月球上成功部署，那么之前的所有努力都将付诸东流。

　　李云峰说：“每一个动作都必须正常工作，这一系列动作必须在一秒钟内完成。因此，我们的工作是一项重大责任和光荣使命。”

　　火工品是国旗，整个展示系统最基础的部分，如果不能引爆和解锁，后续行动无法讨论。所以负责机构解锁的火工品就成了关键。

　　程昌说，国旗展示系统中使用的火工品是中国同类用途和功能中最小的一种。小意味着它对环境适应性非常敏感，粗心可能会失败。尤其是面对月球恶劣的温差环境，更需要保证在地面给它指令的情况下能够成功引爆。

　　面对这个问题，研究小组通过将火工品放入-200左右的液氮罐中，在高温环境下进行了数十次实验，模拟在月球极端温差下能否正常使用。

　　同时，在国旗显示系统中与火工品同等重要的两个扭簧是机构支架展开的关键动力源。

　　弹簧的弹性系数一般在-5至25范围内不变。如果超过100，降到-30以下，弹簧材料的强度会降低，弹性系数也会降低。

　　工业设备中常用的扭簧不能满足国旗显示系统展开机构的要求。为此，研究小组专门找了弹簧厂家按要求定制，然后在实验室进行高低温、长期压缩和拉伸试验，并经常观察其力学变化，以保证扭簧的可靠性。

　　月球本身就很难挖土，还需要准确地展示国旗，向我们的科学家致敬。

　　嫦娥五号现在到哪了?进行到哪个阶段了?

　　如上所述，嫦娥五号已经进入了在月球上起飞的阶段，展示了我们的五星红旗。

　　从国家航天局获悉，12月3日23时10分，嫦娥五号Ascender 3000n发动机工作约6分钟，成功将搭载样品的Ascender送入绕月轨道。这是我国首次实现地外天体起飞。

　　与地面起飞不同，嫦娥五号上升管的月球起飞没有成熟的发射塔系统，着陆器相当于上升管的“临时塔”。立管的起飞存在一些问题，如起飞初始基准和起飞平台姿态、发动机羽流导流空间有限、地球与月球环境的差异等。此外，由于月球上没有导航星座，所以在升空后，需要借助地面测控实现自主定位和姿态确定。

　　升空成功后，升降器经过垂直上升、姿态调整和轨道注入三个阶段，进入预定的绕月轨道。然后，上升器将与在月球周围等待的轨道返回组件会合并对接，并将月球样本转移到返回器，返回器将等待适当的月地入射窗口，并准备返回地球。

　　我们为什么要去月球“挖土”?如何采样?有什么意义?

　　千百年来，月球一直是人类梦寐以求的理想国度，关于月球的猜测和想象层出不穷。几十年前，随着美国和前苏联先后登上月球获取月球样品，人类逐渐揭开了月球的神秘面纱。

　　“月壤是了解月球地壳岩石圈组成和分布特征，研究月球乃至地月系统演化历史的绝佳样本。它存在于月球表面，曾被微陨石和小行星撞击过，所以它包含了有关微陨石和小行星撞击历史的信息。”郑永春说，月壤是从月球固体岩石圈到太阳系空间的过渡地带。暴露在宇宙射线和太阳风中，它包含了太阳系空间的物质和能量信息，也可以为了解太阳活动历史提供必要的信息。

　　月壤也是月球资源利用研究的重要载体。月壤，蕴藏着丰富的资源，包括潜在的氦-3、钛铁矿和等资源，可为月球资源的开发利用和月球基地的选址提供重要的科学依据。例如，氦-3在世界上被认为是一种高效、清洁和安全的核聚变发电燃料。据计算，100吨氦-3产生的能量相当于全世界一年消耗的总能量。地球上氦-3的储量很小，已知只有500公斤左右，世界上很容易获得。之前的嫦娥项目证明，月壤氦-3储量达到百万吨，可以满足人类大约一万年的能源需求。事实上，随着人类对月球认识的加深，科学家们发现月球上氦-3的总储存量可能会更多。

　　当然，由于地球和月球之间的运输成本很高，所谓的月球资源没有商业开发价值，只有潜在的开发价值。“如果有一天人类生活在月球上，就有必要用月壤来生产建筑材料，铺路，在月球上生产氧气和水。”郑永春说。

　　如果“嫦娥五号”带回的样本研究证明吕姆的克山是“年轻”的，那就提出了一个全新的问题：——月球内部经过数十亿年的形成，怎么还能保留足够喷发的热量?如果我们能在这里获得新的样本，将有助于填补目前月球样本的空白，促进对月球火山活动和演化历史的了解。

　　同时，月球也为其他行星的“测年龄”提供了重要参考。一般来说，其他行星的“年龄”是根据月球陨石坑的大小、深度以及对周围环境的影响来判断的。旧区的陨石坑越来越大，而年轻区的陨石坑越来越少。根据这些陨石坑的“年龄”，利用月球上的土壤样本可以获得绝对日期。目前，月壤从8.5亿年前到32亿年前仍然是一个谜，而“嫦娥五号”可能提供了这个谜的答案。

　　自2004年“嫦娥”成立以来，中国探月工程已经走过了16个年头。2020年底，我们将收获月球上最浪漫的礼物。五星红旗首次在月球独立展示，一起等待嫦娥五号的返回吧。月球挖土“打包”完成！可回顾查看。