嫦娥五號探測器的上升器點火起飛瞬間。
12月3日23時10分，嫦娥五號上升器3000牛發動機工作約6分鐘，成功將攜帶樣品的上升器送入到預定環月軌道。這是我國首次實現探測器在地外天體起飛。
此次上升器的月面起飛不具備成熟的發射塔架系統，著陸器相當於上升器的“臨時塔架”。國家航天局介紹，上升器起飛存在起飛初始基準與起飛平臺姿態不確定、發動機羽流導流空間受限、地月環境差異等難題。另外由於月球上沒有導航星座，上升器起飛後，需在地面測控輔助下，藉助自身攜帶的特殊敏感器實現自主定位、定姿。
點火起飛前，著陸器、上升器組合體還實現了月面國旗展開以及上升器、著陸器的解鎖分離。此次國旗展開是我國在月球表面首次實現國旗的“獨立展示”。點火起飛後，上升器經歷垂直上升、姿態調整和軌道射入三個階段，進入預定環月飛行軌道。隨後，上升器將與環月等待的軌返組合體交會對接，將月球樣品轉移到返回器，後者將等待合適的月地入射窗口，做好返回地球的準備。
國家航天局表示，此次在月球採樣中，嫦娥五號探測器經受住了超過100攝氏度的月面高溫考驗，克服了測控、光照、電源等方面的條件約束。採樣和封裝過程中，科技人員在地面實驗室根據探測器傳回數據，仿真採樣區地理模型並全程模擬採樣，為採樣決策和各環節操作提供了重要依據。著陸器配置的月壤結構探測儀等有效載荷正常工作，按計劃開展科學探測，並給予採樣信息支持。
後續上升器將與正在環月軌道上的軌道器、返回器組合體交會對接，將樣品轉移到返回器，後者將等待合適的月地入射窗口，做好返回地球的準備。
揭秘
“織物版”五星紅旗首次亮相月球
中國航天科工集團的國旗展示系統設計團隊開展技術研討。中國航天科工集團供圖
嫦娥五號探測器的上升器點火起飛模擬圖。國家航天局供圖
昨晚，嫦娥五號探測器的上升器攜帶採集的月壤樣品成功起飛，抵達預定環月軌道。點火起飛前，著陸器、上升器組合體還實現了月面國旗展開。這是繼2013年嫦娥三號任務、2018年嫦娥四號任務國旗亮相月球后，我國國旗又一次在月球表面的成功展示，也讓中國探測器在月球上再次打出“中國標識”。
更令人驕傲的是，與前兩次任務中探測器上國旗採用噴塗方式不同，這次嫦娥五號探測器亮出的國旗是一面真正的“織物版”旗幟。這背後凝聚了中國航天科工集團航天三江九部科研人員的智慧與汗水。
國旗選材超1年
嫦娥五號探測器的月面國旗展示系統項目指揮馬威說，國旗展示系統是艙外單機系統，自運載火箭拋掉整流罩後，探測器從地月轉移軌道進入月球軌道，再到著陸月球，它都一直暴露在極端惡劣環境中,“如果普通材質的國旗放在月球上，很短時間內就會出現褪色、串色，甚至分解的現象。”
因此，研製團隊設計了多種國旗展示形式。但通過高低溫試驗後發現，只有卷軸形式展開的國旗比較平整，不會出現褶皺等情況。
國旗展示系統技術負責人程昌說，團隊在選材上花費的時間超過1年，挑選出了二三十種纖維材料，然後通過做一系列試驗，最終決定採用某種新型複合材料。因為它既能滿足強度要求，又能滿足染色性能要求，從而保證國旗能夠抵禦月表惡劣的環境，做到不褪色、不串色、不變形。
國旗展示系統僅重1公斤
研製團隊在嫦娥五號國旗展示系統的減重方面下足功夫，不僅材料要輕質化，而且還要對設備進行“瘦身”。最終，這套展示系統僅重1公斤。
國旗展示系統項目負責人李雲峰說，最終採用杆繫結構方案，是因為它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，其目的就是保證可靠性。
國旗展示系統使用的支架結構在空間環境中要承受冷熱交變、空間輻照、極低真空等惡劣環境考驗。李雲峰表示，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。
國旗展示系統“定製”兩根扭簧
保證可靠性是整個國旗展示系統的第一任務，整套系統涉及解鎖、支架展開、支架固定等步驟。“每一個動作都要確保工作正常。”李雲峰說。
火工品是整個國旗展示系統中最基礎的一環，如果它無法起爆解鎖，後續動作就無從談起。程昌表示，國旗展示系統使用的火工品在國內同等用途和功能中屬於最小之一。而小，意味著它對環境適應性十分敏感，稍有不慎就可能失效。研製團隊通過數十次試驗，反覆測試其靈敏度。
同時，在國旗展示系統中還有兩根扭簧，是機構支架展開的關鍵動力源。彈簧的彈性係數在超過100攝氏度和低於零下30攝氏度都會發生變化。工業設備中常用的扭簧肯定無法滿足國旗展示系統展開機構的要求。為此，研製團隊專門找到彈簧生產廠家按照要求專門定製可靠的扭簧。
來源 北京日報
記者 張航
通訊員 李晨 葉雨恬 段遜
流程編輯 吳越
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