嫦娥五號登月堪稱一部現實版的大片，這部驚心動魄的大片背後，是全方位硬科技和軟科技的支撐。
▲飛離月球！視頻直擊嫦娥五號月面起飛現場畫面。新京報我們視頻出品
文 | 張田勘
一張“五星紅旗亮相月球”的圖片，刷屏了網絡。
據新京報報道，12月3日23時10分，嫦娥五號上升器月面點火，3000牛發動機工作約6分鐘後，順利將攜帶月壤的上升器送入到預定環月軌道，成功實現我國首次地外天體起飛。而在點火起飛前，著陸器上升器組合體攜帶的一面“織物版”五星紅旗成功展開。
“中國紅”背後是全方位硬科技和軟科技的支撐
這是我國在月球表面首次實現國旗的“獨立展示”，也是繼嫦娥三號、四號任務之後五星紅旗又一次在月球亮相。相比嫦娥三號、四號以及玉兔月球車上噴塗的國旗，嫦娥五號的國旗是一面真正的旗幟。根據回傳影像顯示，五星紅旗在陽光照耀下，“中國紅”格外鮮豔。
嫦娥五號登月堪稱一部現實版的大片，這部驚心動魄的大片背後是全方位硬科技和軟科技的支撐。
此前，美國成功登陸月球並在月球上插上星條旗成為人類航空航天史上的經典一幕。如今，月球上的這抹“中國紅”也必將記入史冊。
事實上，考慮到月球上沒有風、表面有正負150攝氏度的溫差、電磁輻射等獨特的天文地理環境，在月球上獨立展示國旗看似簡單，要克服的困難卻極大。但中國的技術卻獨具特色、自成系統。
中國的國旗展示系統由月面國旗、壓緊釋放裝置、展開機構三部分組成。每個部分和程序都蘊含了大量的科技難題，要攻克這些難題，需要借鑑，更需要創新。
就拿國旗展現來說，經過1年多的試驗，中國研究人員通過高低溫試驗發現，卷軸形式展開的國旗比較平整，不會出現褶皺等情況。
要解決的，還有國旗的織物材料和是否褪色等難題。經過反覆試驗，研究人員最終挑選出了二三十種纖維材料，再進行熱匹配性、耐高低溫、防靜電、防月球塵埃等在內的物理試驗，最終採用了一種新型複合材料，以保證國旗能夠抵禦月表惡劣環境，不褪色、不串色、不變形。
此外，中國的國旗採用的是杆繫結構，使用二級杆的方式來呈現。因為，這一結構在航天系統裡是比較成熟的技術，包括衛星、飛船等航天器的太陽能電池帆板展開，使用的都是杆繫結構。
但要解決可靠性問題，還必須讓支架系統在空間環境中能承受冷熱交變、空間輻照、極低真空等惡劣環境考驗。這其中任何一點不當，都可能造成國旗無法展開，如發生冷焊（兩塊接觸金屬在太空極低真空環境下會粘連在一起）。對此，研究人員對系統所有的機構和關鍵位置都進行了防冷焊處理，以保證部件能滿足太空環境和月表對溫度的要求。
解決這些難題，攻克這些難關，無不體現了科研人員的智慧、科技的強大力量和魅力。
▲圖源新京報網。
首次地外天體起飛，技術難度有點高
值得一說的是，嫦娥五號實現了我國首次地外天體起飛，這殊為不易——航天器在地外天體表面起飛，是一項極為重要的航天技術，此前已經實現月球表面升空的只有美國和蘇聯（俄羅斯）這兩個國家。
此次嫦娥五號探月器在月球表面起飛，就是典型的地外天體表面起飛，能掌握這樣更高難度的技術，展示了中國在空間技術上的諸多突破。
要在月球表面升空，需要解決的是升空的動力和上升時的姿勢。月亮引力只有地球的1/6，實際需要的動能會更小。雖然這點難度不大，但是航天器的垂直上升、姿態調整和軌道射入都需要精確計算和控制。
即便上升器飛離月球后，也還有一系列技術難題需要解決。因為上升器要經歷垂直上升、姿態調整和軌道射入三個階段，才能進入預定環月飛行軌道。
上升器在起飛之初的一小段距離內不能進行姿態調整，此後要根據之前收到的參數進行調整，才能豎直上升。並且在到達一定高度後，需要在GNC系統的統一指令下，讓主發動機和姿態控制發動機共同整合，使上升器按既定程序拐彎，並以適宜的角度轉入軌道入射段。
上升器在從月面起飛約飛行250千米、6分鐘的飛行，再進入與軌道器和返回器組合體交會對接的初始軌道。在這個軌道上，上升器啟動交會對接程序，還要飛行幾圈，在4次遠程導引完成後，來到軌道器和返回器組合體斜上方位置，實施交會對接，把採集到的約2千克月壤轉移到返回器。
一言以蔽之，嫦娥五號登月以及未來幾天的降落地面是中國科研人員一系列高難技術支撐的結果，每一個環節都離不開精心設計和技術創新。
到頭來，首次做到地外天體表面起飛，證明中國已經躋身於世界航天俱樂部的第一梯隊，也為未來進一步探測深空和載人到達月球創造了條件。“路漫漫其修遠”，但邁出這一大步，無疑會讓我們離“航天強國夢”更近。
□張田勘（專欄作者）
編輯：陳靜 實習生：潘宇潔 校對：吳興發
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