12月3日23時10分,在月面“挖土”自動采集并封存了月壤樣品后,嫦娥五號上升器3000N發(fā)動機工作約6分鐘,成功將攜帶樣品的上升器送入預定環(huán)月軌道。這是我國首次實現(xiàn)地外天體起飛。在起飛之前,嫦娥五號還在月球表面展示了國旗,這是五星紅旗第一次月表進行動態(tài)展示。
北京青年報記者從國家航天局了解到,與地面起飛不同,嫦娥五號上升器從月面起飛不具備成熟的發(fā)射塔架系統(tǒng),著陸器相當于上升器的“臨時塔架”,上升器起飛存在起飛初始基準與起飛平臺姿態(tài)不確定、發(fā)動機羽流導流空間受限、地月環(huán)境差異等問題。另外,由于月球上沒有導航星座,上升器起飛后需在地面測控輔助下,借助自身攜帶的特殊敏感器實現(xiàn)自主定位、定姿。
點火起飛前,嫦娥五號著陸器和上升器組合體實現(xiàn)了月面國旗展開以及上升器、著陸器的解鎖分離。點火起飛后,上升器經(jīng)歷垂直上升、姿態(tài)調(diào)整和軌道射入三個階段,進入預定環(huán)月飛行軌道。隨后,上升器將與環(huán)月等待的軌返組合體交會對接,將月球樣品轉(zhuǎn)移到返回器,后者將等待合適的月地入射窗口,做好返回地球的準備。
經(jīng)過科研團隊的數(shù)據(jù)接收和處理,國家航天局昨天公布了嫦娥五號在月面展示國旗的照片。這是繼嫦娥三號、四號任務(wù)后,五星紅旗又一次展現(xiàn)在月球表面,也是五星紅旗第一次在月表動態(tài)展示。兩張照片中,一張照片是嫦娥五號著陸器和上升器組合體攜帶的“全景相機”拍攝的五星紅旗在月面成功展開;另一張是“全景相機”的環(huán)拍成像,圖像上方可以清晰地看到已經(jīng)完成表取采樣的機械臂及采樣器。
揭秘
五星紅旗選材用一年
首次在月面動態(tài)展示的這面五星紅旗,是用國產(chǎn)的特殊材料制作而成的,重量僅12克。照片上“嫦娥”手中的國旗在太陽光的照耀下呈現(xiàn)出一抹鮮艷的“中國紅”。在月面的特殊環(huán)境中,為了在動態(tài)展示過程中保證國旗的完整和鮮艷,科研人員僅為之選擇材料就用了一年多時間。
此次月面國旗展示系統(tǒng)的研制由中國航天科工集團航天三江九部承擔。與嫦娥三號、嫦娥四號以及玉兔月球車上的國旗采用噴涂的方式不同,嫦娥五號國旗是一面真正的旗幟。而且,由于宇宙中有很強的電磁輻射,月球表面還有正負150攝氏度的溫差,這樣嚴苛的環(huán)境決定了普通國旗無法在月球上使用。
為此,科研團隊設(shè)計了多種展示形式,既有記憶合金展示方案、伺服升旗方案、機構(gòu)展示方案等通過卷軸形式展開國旗,也有通過折扇形式展開國旗等方案。但通過高低溫試驗后發(fā)現(xiàn),只有卷軸形式展開的國旗比較平整,不會出現(xiàn)褶皺、粘連等情況。為了保證國旗展開時有足夠的強度,保持平整,研制團隊又做了很多理論研究和模擬試驗。他們發(fā)現(xiàn),雖然有些纖維材料的強度很高,但染色性能較差;染色性能較好的纖維材料,強度又達不到要求,所以單一纖維和紡織工藝都無法滿足月面環(huán)境的要求。
此外,據(jù)國旗展示系統(tǒng)項目指揮馬威介紹,國旗展示系統(tǒng)是艙外單機系統(tǒng),從運載火箭拋掉整流罩后,從地月轉(zhuǎn)移軌道進入月球軌道,再到探測器著陸在月球上,它都一直暴露在太空極端環(huán)境中。研制團隊通過試驗發(fā)現(xiàn),如果把地球上使用的普通國旗放在月球上,會在很短時間內(nèi)褪色、串色分解。研制團隊一邊大量查閱文獻資料,一邊與國內(nèi)多家大學和科研機構(gòu)合作,還咨詢了眾多國內(nèi)知名紡織企業(yè),尋找適合在月球上使用的纖維材料。團隊在選材上花費的時間就超過一年,最終挑選出了二三十種纖維材料,然后通過熱匹配性、耐高低溫、防靜電、防月球塵埃等物理試驗,最終決定采用某新型復合材料,保證了國旗能夠抵御月表的惡劣環(huán)境,做到不褪色,不串色、不變形。