织物版国旗不简单文章列表:

• 1、骄傲！月球上这面五星红旗湖北造
• 2、实拍！五星红旗闪耀月球
• 3、五星红旗闪耀月球背后：选材超1年，重量1公斤
• 4、看，那38万公里外的中国红
• 5、携带6种神秘装备，嫦娥五号月球挖土之前，先要做这些重要的事

骄傲！月球上这面五星红旗湖北造

武汉纺织大学研制的嫦娥五号“织物版”五星红旗飞向太空前留影

亮出国旗，起飞回家！12月4日，国家航天局发布消息，12月3日23时10分，嫦娥五号上升器3000N发动机工作约6分钟，成功将携带样品的上升器送入到预定环月轨道。这是我国首次实现地外天体起飞。

点火起飞前，着上组合体实现月面国旗展开以及上升器、着陆器的解锁分离。此次国旗展开是我国在月球表面首次实现国旗的“独立展示”。

这面国旗由武汉纺织大学徐卫林教授团队历时八年研制而成。当天，湖北日报全媒记者采访了徐卫林教授及团队核心成员。

徐卫林教授为胡浩总师一行介绍国旗研制过程

自主研发月球上第一面国旗

“此次月面展示国旗装载在着陆器外侧，无任何温控保护措施。当整流罩脱落后，国旗将面临着太空中的高度真空、高低温循环以及强计量紫外辐照等极端环境条件，这对月面展示国旗研制提出了非常高的要求。”徐卫林教授介绍，“我们团队经过一系列的科技攻关，开发出了体现中国特色的耐极端环境条件的高性能织物国旗。”

该面国旗以国产高性能芳纶纤维材料为主、采用徐卫林教授荣获了国家科技进步一等奖的“高效短流程嵌入式复合纺纱技术”，攻克了高模量差异纤维高品质纱线制备的技术难题，制备出高品质月面展示国旗面料。团队成员曹根阳表示，“在该技术的支撑下，我们制备的月面展示国旗约为一张A４纸大小，重量不足12克，比航天要求的重量降低了40%。”

当着陆器到达月球表面后，将通过中国航天三江集团研制的展示装置自动弹开展示国旗。团队成员王运利表示“着陆器飞行过程中，太阳照射时，温度会迅速上升；背阴时，温度会快速下降，所以要求我们的国旗必须能经受零上150度和零下150度的温差考验。”第一次在北京接受太空环境模拟实验时，出现了红黄串色问题。在高真空、高低温交变的环境中，颜料发生了热升华和热迁移。经多次反复实验，确定利用本团队荣获国家科技发明二等奖的“优质天然高分子材料的超细粉体化及其高附加值的再利用技术”制备了微纳米蚕丝粉体，利用其高比表面积及高活化能的特点，与颜料粒子产生协同作用，从本质上解决了极端条件下红黄串色的问题。王运利强调，这一关键之举最终实现了这面国旗最核心的技术难点突破。

团队成员盛丹指出，适应太空中的强紫外环境，是国旗研制中需要突破的另一个技术瓶颈。经过一年多的攻关，团队利用小分子调控技术为蚕丝粉体以及芳纶等材料穿上了一层保护衣，在实现了国旗颜色构建的基础上，同时解决了其耐高剂量紫外线辐射的技术难题。

现在，嫦娥五号上升器已经点火起飞，着陆器和国旗将永远留在月球上。“看到亲手研制的五星红旗在月球上惊艳亮相，徐卫林教授高兴地说，“我们团队还承担了“天问一号”关键器件的研发等航空航天项目。同时，我们还将致力于将月面展示国旗研发中取得的关键技术民用化，让航天技术普惠万家”。

据悉，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，其中国旗由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教授团队历时八年、持续攻关完成，华茂集团一同参与了研制及生产，华茂集团用其六十多年的生产经验，依靠严格的品质管控技术，提供了近于“苛刻”的质量保障，保证了国旗的航天品质。研制期间，探月工程三期总工程师胡浩、中国科学院空间中心、中国航天三江集团等单位领导专家多次来校指导。

徐卫林教授和团队成员王运利、曹根阳、盛丹、潘恒研讨国旗研制技术问题

团队历时８年辛勤耕耘

研制月球上的国旗，始于2012年。除徐卫林教授外，团队还有王运利、曹根阳、盛丹、潘恒四位核心成员。

2015年正是核心技术的攻关关键时期，团队辗转武汉、北京、上海三地轮番做实验。“实验一开始，往往需要连续做几十个小时，且仪器旁边不能离人，我，王运利，盛丹，三人个24小时轮流值班，一人做满８小时，才将整个实验做下来。”曹根阳回忆。

“徐卫林教授是团队的灵魂，当我们遇到困难时，他总是鼓励我们。”盛丹说，他常常对我们说三个字，忍，韧、仁。科研是一项长期坚持的工作，当你孤军奋战时，要忍得住寂寞，静得下心。做实验，有时要持续几周、几个月，甚至半年，最后得到的结论可能是不行，要推翻重来，越是这个时候越离真相越近，要有韧性。

“我们在做国旗实验时，多次实验、多次失败，险些要放弃了，在最无助的时候，是徐教授说不要急也不要灰心，我们坐下来一起讨论，总会有新的转机。”曹根阳说：“我们一次又一次尝试，不断失败不断尝试，最后突破核心技术，非常难办的问题都解决了。”几位核心成员都认为，国旗能有今天这样的成果，离不开徐卫林教授的创新意识。“要有仁爱之心，要有团队精神。”徐卫林教授的话，也一直鼓励着团队的每一位成员。

湖北日报记者了解到，嫦娥三号、嫦娥四号探月时均有展示国旗，但都是将国旗图案印制在探测器侧面，嫦娥五号是首次实现国旗在月球的“独立展示”，且是第一面纺织品国旗。

展示国旗在航天五院进行环境试验前准备

极端环境展示国旗的故事

深海国旗

2010年，中国载人潜水器“蛟龙号”创造的最大下潜深度是3759米。海试期间，潜航员通过机械手，先后将一面五星红旗和标志物“龙宫”布放到南海海底，并完成一系列作业目标。

这面深海国旗是我国自主研发的，由于海底的特殊环境，它们都是采用抗腐蚀性优越的钛合金材料，表面经过颜色处理，国旗能始终保持“飘扬”的姿态。

太空自拍国旗

2020年10月1日，在举国欢度国庆、中秋双节之际，国家航天局发布我国首次火星探测任务天问一号探测器飞行图像，图上的五星红旗光彩夺目，呈现出鲜艳的中国红。这是我国天问一号探测器首次深空“自拍”，茫茫宇宙中银色的着陆巡视器和金色的环绕器熠熠生辉，天问一号以此向祖国报告平安，表达生日祝福。探测器上的五星红旗，尺寸约为39厘米×26厘米，略小于一张A3纸，重量144克，图案采用特殊材料经特殊套印工艺喷涂。

航天员太空手持国旗

2008年9月27日下午16点40分左右，-中国航天员翟志刚顺利打开神舟七号飞船轨道舱舱门，在幽蓝色地球的背景下，翟志刚在太空中挥动着一面国旗向全国人民致意，中国人太空出舱的梦想就此实现。这面由上百位科技人员通过十字绣一针一线绣织而成的五星红旗，在太空中飘扬着，无比鲜艳。通过电视信号，全世界观众见证了这一激动人心的画面。北京航天飞行控制中心大厅内，掌声、欢呼声久久不绝。

来源：湖北日报

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来源： 荆楚网

实拍！五星红旗闪耀月球

旗开月表，五星闪耀。经过科研团队的数据接收和处理，4日，国家航天局公布了探月工程嫦娥五号探测器在月球表面国旗展示的照片。这是继嫦娥三号、四号任务后，五星红旗又一次展现在月球表面，同时也是五星红旗第一次月表动态展示。

△嫦娥五号着陆器和上升器组合体全景相机拍摄五星红旗在月面成功展开。

五星红旗在月球上是怎么展开的？

经过约19小时月面工作，嫦娥五号顺利完成月球表面自动采样，12月3日23时10分，上升器带着“月土”顺利升空，踏上返程。在完成采样任务上升起飞前，着陆器携带的一面“织物版”五星红旗在月面成功展开，意味着月面国旗展示系统成功运行。

这是继2013年12月15日嫦娥三号着陆器与玉兔号月球车互拍实现中国国旗首次亮相月球，和2018年12月8日嫦娥四号探测器将国旗带向月球背面后，中国探测器在月球上再次展示中国标识。

不过，嫦娥五号的国旗展示的方式与嫦娥三号和嫦娥四号有很大不同，研制难度又迈上了一个大台阶。中国航天科工集团航天三江九部作为“嫦娥五号”月面国旗展示系统的研制单位，为了研制这套与众不同的国旗展示系统，经历了诸多挑战。

△嫦娥五号着陆器和上升器组合体全景相机环拍成像，五星红旗在月面成功展开，此外图像上方可见已完成表取采样的机械臂及采样器。

选材花费时间超过1年

嫦娥五号月面国旗展示系统是有效载荷分系统的一个关键项目。与嫦娥三号、嫦娥四号以及玉兔月球车上的国旗采用了喷涂方式不同，嫦娥五号携带的国旗是一面可“打开”的旗帜。

由于宇宙有很强的电磁辐射，加上月球表面有着正负150摄氏度的温差等恶劣环境，这就决定了普通材质的国旗无法在月球上使用。在国旗展示系统立项初期，科研团队为此设计了多种展示形式，既有记忆合金展示方案、伺服升旗方案、机构展示方案等通过卷轴形式展开国旗，也有通过折扇形式展开国旗等方案，但通过高低温试验后发现，只有卷轴形式展开的国旗比较平整，不会出现褶皱等情况。

如何保证国旗展开时拥有足够的强度、保持平整？研制团队围绕这一问题做了很多理论研究和模拟试验。他们在研究中发现，虽然有些纤维材料的强度很高，但染色性能较差，染色性能较好的纤维材料，强度又达不到要求。因此，单一纤维和纺织工艺都无法满足月面环境的要求。同时，还要保证国旗卷起时在正负150摄氏度温差环境下不能粘连在一起。

国旗展示系统项目指挥马威介绍说，“国旗展示系统是舱外单机系统。当运载火箭抛掉整流罩后，从地月转移轨道进入月球轨道，再到探测器着陆在月球上，它都一直暴露在极端恶劣环境中。”因此，对于首次接受宇航研制任务的团队来讲，需要寻找适合在月球上使用的纤维材料。

国旗展示系统技术负责人程昌说，科研团队在选材上花费的时间就超过1年，最终挑选出了二三十种纤维材料，然后通过做包括热匹配性，耐高低温、防静电、防月球尘埃等在内的物理试验,科研团队最终决定采用某新型复合材料,既能满足强度要求，又能满足染色性能要求，从而保证国旗能够抵御月表恶劣的环境。虽然只是一面薄薄的国旗，但科技含量十分高。

整个系统重量控制在1公斤

由于嫦娥五号的国旗展示系统的重量只有1公斤，研制团队围绕整个系统在减重问题上下了大量工夫，不仅材料要轻质化，而且还要对设备进行“瘦身”。月表恶劣的温差环境，也对国旗展示系统的工艺设计、集成设计提出了很高要求。

国旗展示系统项目负责人李云峰表示，“我们之所以采用杆系结构方案，是因为它在航天系统里算比较成熟的技术，包括卫星、飞船等航天器的太阳能电池帆板展开，使用的都是杆系结构，其目的就是保证可靠性。”

另外，为了控制整个国旗展示系统的重量，研制团队还对结构进行了优化设计，在选取耐高温、抗严寒材料的基础上尽量将支架臂做薄、做小。

国旗展示系统使用的支架结构在空间环境中要承受冷热交变、空间辐照、极低真空等恶劣环境考验，如果选材不当，可能会发生冷焊（即两块接触金属在太空极低真空环境下会粘连一起），导致机构不能正常工作或打开。为了解决冷焊问题，对系统所有的机构和关键位置都进行了防冷焊处理，以保证部件能满足太空环境和月表对温度的要求。

保证可靠性是第一任务

保证可靠性是整个国旗展示系统的第一任务，整套系统涉及解锁、支架展开、支架固定等步骤，如果支架无法在月球上成功展开，一切都将前功尽弃。

李云峰表示，“每一个动作都要确保工作正常，而且这一系列动作都必须在1秒钟内完成。”

火工品是整个国旗展示系统中最基础的一环，如果它无法起爆解锁，后续动作就无从谈起。因此，负责机构解锁的火工品爆炸装置成为了关键。程昌说，国旗展示系统使用的火工品在国内同等用途和功能中属于最小之一。小，意味着它对环境适应性十分敏感，稍有不慎就可能失效。面对这一难题，研制团队通过将火工品放在零下200摄氏度左右的液氮罐里和高温环境下进行了几十次试验，模拟在月球极大温差环境下能否正常使用。

与此同时，在国旗展示系统中与火工品同样重要的2根扭簧是机构支架展开的关键动力源。研制团队在试验室里进行高低温、长期压紧、拉伸等试验，以保证扭簧的可靠性。

来源：人民日报客户端、新闻联播

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来源： 天津日报

五星红旗闪耀月球背后：选材超1年，重量1公斤

中青报·中青网记者 邱晨辉

北京时间12月3日23时10分，嫦娥五号上升器从月面起飞，携带月球样品成功进入预定环月轨道。这是我国首次实现地外天体起飞。点火起飞前，嫦娥五号着上组合体实现月面五星红旗展开。

这是继2013年嫦娥三号着陆器与玉兔号月球车完美互拍实现中国国旗首次亮相月球，和2018年嫦娥四号探测器将国旗带向月球背面后，我国国旗又一次在月球表面的成功展示。

与嫦娥三号、嫦娥四号以及玉兔月球车上的国旗采用喷涂方式不同， 这次嫦娥五号探测器亮出的国旗是一面真正的“织物版”旗帜。这一次，也是我国在月球表面首次实现五星红旗的“独立展示”。

中国航天科工集团航天三江九部科研人员告诉记者，这面闪耀月球的五星红旗重量只有1公斤，在正负150摄氏度的温差下仍能“保持本色”。

五星红旗月面展示模拟图

选材时间超1年

国旗展示系统项目指挥马威说，宇宙环境有很强的电磁辐射，加上月球表面有着正负150摄氏度的温差，普通国旗难以在月球上使用。

他告诉记者，国旗展示系统是舱外单机系统，自运载火箭抛掉整流罩后，从地月转移轨道进入月球轨道，再到探测器着陆在月球上，它都一直暴露在极端恶劣环境中。科研人员通过试验发现，如果把地球上使用的国旗放在月球上，它的颜色在很短时间内就会褪色、串色，甚至分解。

在国旗展示系统立项初期，科研团队就设计了多种国旗展示形式，有记忆合金展示方案、伺服升旗方案、机构展示方案等通过卷轴形式展开国旗的方式，也有通过折扇形式展开国旗的方式，但通过高低温试验后发现，只有卷轴形式展开的国旗比较平整，不会出现褶皱等情况。

中国航天科工国旗展示系统设计团队开展技术研讨。

随之而来的问题是，如何保证国旗展开时拥有足够的强度，能保持平整？研制团队在研究中发现，有些纤维材料的强度很高，但染色性能较差，染色性能较好的纤维材料，强度又达不到要求。

研制团队一边地毯式查阅文献资料，一边广泛开展调研论证，携手国内优势单位开展关键技术联合攻关。

五星红旗展示系统技术负责人程昌说，科研团队在选材上花费的时间就超过1年，最终挑选出了二三十种纤维材料，然后通过做包括热匹配性，耐高低温、防静电、防月球尘埃等在内的物理试验，科研团队最终决定采用某新型复合材料。

他告诉记者，这种材料既能满足强度要求，又能满足染色性能要求，从而保证国旗能够抵御月表恶劣的环境，做到不褪色，不串色、不变形。

重量只有1公斤

国旗展示系统项目负责人李云峰说，由于嫦娥五号国旗展示系统的重量只有1公斤，研制团队围绕整个系统在减重问题上下了大量工夫，不仅材料要轻质化，而且还要对设备进行“瘦身”。面对月表恶劣的温差环境，也对国旗展示系统的工艺设计、集成设计提出了很高要求。

国旗展示系统立项时，研制团队先后论证过采用四级杆、三级杆和二级杆来作为国旗的方案，但考虑到复杂性和重量等原因，最终选择使用二级杆的方式来呈现。

李云峰说，之所以采用杆系结构方案，是因为它在航天系统里算比较成熟的技术，包括卫星、飞船等航天器的太阳能电池帆板展开，使用的都是杆系结构，其目的就是保证可靠性。

另外，为了控制整个国旗展示系统的重量，研制团队还对结构进行了优化设计，在选取耐高温、抗严寒材料的基础上尽量将支架臂做薄、做小。

李云峰说，国旗展示系统使用的支架结构，在空间环境中要承受冷热交变、空间辐照、极低真空等恶劣环境考验，如果选材不当，可能会发生冷焊——即两块接触金属在太空极低真空环境下会粘连一起，由此带来的问题是机构不能正常工作或打开。

他告诉记者，为了解决冷焊问题，科研人员对系统所有的机构和关键位置都进行了防冷焊处理，以保证部件能满足太空环境和月表对温度的要求。

一系列动作1秒钟内完成

李云峰说，为了研制这套与众不同、研制难度迈上新台阶的五星红旗展示系统，中国航天科工集团航天三江九部经历了诸多挑战。

保证可靠性是整个国旗展示系统的第一任务，整套系统涉及解锁、支架展开、支架固定等步骤，如果支架无法在月球上成功展开，一切都将前功尽弃。

“每一个动作都要确保工作正常，而且这一系列动作都必须在1秒钟内完成。”李云峰说。

中国航天科工国旗展示系统研制团队研讨制造工艺。

火工品是整个国旗展示系统中最基础的一环，如果它无法起爆解锁，后续动作就无从谈起。因此，负责机构解锁的火工品爆炸装置成为了关键。

程昌表示，国旗展示系统使用的火工品，在国内同等用途和功能中属于最小之一。

小，就意味着它对环境适应性十分敏感，稍有不慎就可能失效，尤其是面对月球恶劣的温差环境，更需要保证地面给它指令时就能成功起爆。

面对这一难题，研制团队将火工品放在零下200摄氏度左右的液氮罐里，放在高温环境下进行了几十次试验，模拟它在月球极大温差环境下能否正常使用。

在国旗展示系统中，与火工品同样重要的2根扭簧，则是机构支架展开的关键动力源。

程昌说，弹簧的弹性系数在零下5摄氏度到25摄氏度的范围内，一般不会发生变化，如果超过100摄氏度和低于零下30摄氏度，则会导致弹簧材料的强度降低，弹性系数也随之降低。

“工业设备中常用的扭簧，肯定无法满足国旗展示系统展开机构的要求。”程昌说，研制团队专门找到弹簧生产厂家按照要求专门订制，然后在试验室里对其进行高低温、长期压紧、拉伸等试验，观察它的力学变化情况，以保证扭簧的可靠性。

“这是一面真正的旗帜。”马威说，虽然它只是薄薄一面，但科技含量十分高。

来源：中国青年报客户端

看，那38万公里外的中国红

中央纪委国家监委网站 柴雅欣报道 38万公里外，一抹“中国红”振奋人心。

12月3日23点10分，嫦娥五号上升器月面点火，3000牛发动机工作约6分钟后，顺利将携带月壤的上升器送入预定环月轨道，实现我国首次地外天体起飞。起飞前，国旗展示系统成功在月面打开，这是中国首次在月球展示“织物版”五星红旗。

至此，嫦娥五号结束月面工作，踏上回乡之路。在月面约48小时，嫦娥五号都做了什么？有哪些收获？未来十余日，嫦娥五号载“土”归来，还要勇闯几道关？

一面国旗，十年见证，正负150摄氏度温差下仍保持本色

每当旭日东升，中华大地，五星红旗迎风招展。12月3日这天，有一面五星红旗非同寻常，竟在月球上“红”了一回。

点火起飞前，嫦娥五号着陆器上升器组合体实现月面国旗展开，这是我国在月球表面首次实现国旗“独立展示”。回传影像显示，在阳光照耀下，“中国红”格外鲜艳。

这是亮相月球的第一面“织物版”五星红旗。2013年12月，嫦娥三号探月，嫦娥着陆器和玉兔月球车互相拍照，月球车“胸前”的五星红旗格外夺目。不过，那时还是“喷涂版”。这一次，嫦娥五号这面“织物版”五星红旗是一面真正的旗帜。

五星红旗能在月球上独立展示，主要依靠月面国旗展示系统辅助。该系统由月面国旗、压紧释放装置、展开机构三部分组成，长约半米。系统在折叠状态下随探测器升空，着陆月球后按照指令解锁打开。

宇宙中电磁辐射强，月表环境恶劣，温差可达正负150摄氏度，这就决定了普通五星红旗无法胜任。从2011年国旗展示系统开始预研立项到2020年成功实现“自拍”，其中凝聚着研制团队长达十年的智慧付出。

一面旗不大，科技含量却很高。如何确保五星红旗展开时拥有足够强度且保持平整？研制团队围绕这一问题做了大量理论研究和模拟试验，单是选材就花了1年多时间。“我们挑选出二三十种纤维材料，通过热匹配性、耐高低温、防静电、防月球尘埃等物理试验，最终采用一种新型复合材料，既满足强度要求，又满足染色性能要求，保证五星红旗能抵御月表恶劣环境，做到不褪色、不串色、不变形。”五星红旗展示系统技术负责人程昌说。

重量也是要严格控制的指标。国旗重量仅12克，国旗展示系统重1公斤，研制团队围绕系统减重问题下了大功夫，不仅材料要轻质化，而且还对设备进行“瘦身”。立项之初，研制团队先后论证过采用四级杆、三级杆和二级杆等方案，但考虑到复杂性和重量等原因，最终选择使用二级杆的方式来呈现。

“之所以采用杆系结构方案，是因为它在航天系统里算比较成熟的技术，包括卫星、飞船等航天器的太阳能电池帆板展开，使用的都是杆系结构，其目的就是保证可靠性。”五星红旗展示系统项目负责人李云峰说。

此外，研制团队还对结构进行优化设计，选取耐高温、抗严寒材料，使其在空间环境中能承受冷热交变、空间辐照、极低真空等恶劣环境考验。

嫦娥五号实现我国首次地外天体起飞，携带约2公斤月壤返回地球

“‘打卡’完毕，着陆器再见，月球再见！”12月3日晚，嫦娥五号上升器“告别”着陆器，携带约2公斤月壤从月面起飞。不少航天人在朋友圈里转发起飞视频，不舍却也充满期待。

嫦娥五号探测器是迄今为止我国研制的最复杂的航天器系统之一，由轨道器、返回器、着陆器、上升器组成。它们并非“各自为战”，其中，着陆器和上升器组成“摘月战队”，共同开展月面工作；轨道器和返回器组成“返地战队”，负责带月壤返回地球。

连接器，脱落；发动机，点火！瞬间，烈焰升腾，上升器垂直上升——月面采样完毕，嫦娥五号收工回家。

地面固定发射有一套完备的发射塔架系统，点火起飞位置、飞行轨道都经过精确测算。与地面不同，月面环境复杂，没有成熟的发射塔架系统，没有平坦规整的起飞地，更没有地面人员测调确认，着陆器就相当于上升器的“临时塔架”，托举上升器飞离月面。因重量限制等原因，着陆器会继续留在月球。

“起飞初始基准与起飞平台姿态不确定，发动机羽流导流空间受限，地月环境存在差异等都是难题，好在嫦娥五号着陆时就选择了相对平坦的地形，提早进行准备。”中国航天科技集团五院技术专家说。此外，由于月球上没有导航星座，上升器起飞后，需在地面测控辅助下，借助自身携带的特殊敏感器实现起飞时自主定位、定姿。

嫦娥五号不是独自战斗，根据之前获得的着陆器着陆时刻、上升器姿态和位置等数据，地面科研人员提前计算了起飞时间、姿态轨道调整等参数，并远程注入了嫦娥五号的最强大脑——制导导航与控制(GNC)系统中央控制单元。到了预定的月面起飞时刻，主发动机会自行点火，嫦娥五号成为中国第一个在月面起飞的探测器。

据介绍，在起飞后最初一小段距离，上升器不进行姿态调整，之后迅速调整到竖直姿态并快速上升；达到一定高度后，在GNC系统的指挥下，以一定角度转入轨道入射段。从月面起飞算起，经过约6分钟250公里的飞行后，上升器进入交会对接初始轨道，与阔别数日的“返地战队”汇合，齐心协力把“土”特产带回家。

自动采样是嫦娥五号任务核心关键环节之一，综合运用两种“挖土”模式

从12月1日23点11分着陆月球，到12月3日23点10分从月面点火起飞，近48小时，时间不长不短。月球上一昼夜相当于地球上约27天，由于没有大气层保护，月球昼夜温差极大。为避开极端寒冷环境，嫦娥五号必须在月球白天完成采样和其他任务，保证在月球入夜前离开。

工作地点不是随机选择的。嫦娥五号在月球上最大的月海——风暴洋北部的吕姆克山脉附近降落并实施采样。过去，没有人类或是探测器到访此处。40多年前，美国阿波罗计划和前苏联探测器采集的月球样本大多是形成于30到40亿年前的岩石，而根据目前研究成果，嫦娥五号采样区域地质年代较短，岩石更“年轻”。

“嫦娥五号在月球表面的着陆区是月球最值得探索的区域之一，研究这个区域可以帮助科研人员确认10亿至20亿年前月球是否仍处于活火山状态。”美国布朗大学地质科学教授詹姆斯·黑德说。

自动采样是任务关键。12月2日22点，经过约19小时月面工作，嫦娥五号探测器顺利完成月球表面自动采样，并按预定形式将样品封装保存在贮存装置中。

表钻结合，多点采样。如何在月球采集到尽可能多的月壤样本，并且封装好，是嫦娥五号的研制重点。经过严苛的论证，专家决定采取两种“挖土”模式，分别是钻具钻取和机械臂表取。

“钻取就是通过空心钻杆的取芯机构，钻到月球表面两米以下处，得到深层样品的层理信息。表取就是采用机械臂末端固定铲挖型采样器，进行表层和次表层月壤采集，多点、多次采样。”中国航天科技集团五院嫦娥五号探测器系统副总设计师彭兢说。

除了采样，嫦娥五号探测器还配置了降落相机、全景相机、月壤结构探测仪、月球矿物光谱分析仪等多种有效载荷，能够在月表形貌及矿物组分探测与研究、月球浅层结构探测等科学探测任务中发挥重要作用。

首次月面采样面临诸多困难。首先，采样装置是全新研制的，技术新、难度大，且采样任务时序紧张、机构动作多、不确定因素多。月面白天温度超过100摄氏度，嫦娥五号经受住了高温考验，克服了测控、光照、电源等方面的条件约束，依托全新研制的地外天体样品采集机构，顺利完成多点、多样化自动采样任务。

万千准备确保万无一失。嫦娥五号探测器研制团队不仅对月面采样过程进行了联合设计分析，确定了先钻后表、器地协同的工作程序，以及器上操作、地面测控和地面物理验证三位一体的飞控模式，而且还设计了遥控工作、预编程工作和半自主工作三种工作模式，确保采样过程的可靠性。

采样过程可靠，“打包”封装也不能马虎。相比月面极高真空环境，地球大气中不仅有气体成分，还飘浮着各种固体颗粒，如果月球样品接触这些物质后被污染，科研价值将大打折扣。

据中国航天科技集团五院研制专家介绍，封装用的“小罐罐”内外分层，便于钻取和表取的月壤分开保存。钻取月壤放在夹层的软袋子里，表取月壤放在内胆里。针对月球极高真空、高低温环境和月尘干扰，密封封装采用了橡胶圈和金属挤压相结合的方式。特别是金属挤压，对合金金属硬度、混合比例有极高要求。为此，月球样品密封封装子系统团队花了几年时间，做了大量实验，就是为了保护样品既不发生物理变化，也不发生化学变化，把纯天然、无污染的月壤带回地球。

交会对接挑战大，茫茫天空实现精准“牵手”

“摘月战队”在月球上忙活，另一边，“返地战队”也没闲着，它们已经做了几次变轨，调整轨道相位，做好了迎接上升器的准备。

从上升器进入环月飞行轨道开始，通过远程导引和近程导引技术，上升器与“返地战队”逐步完成交会对接，上升器中存放的月球样品通过轨道器转移到返回器中。

要从月球回到地球，嫦娥五号在月球轨道的交会对接很关键。这是一个惊心动魄的时刻。据彭兢介绍，嫦娥五号采取自动交会对接的方式，面临的挑战之一是引力环境。

虽然我国已掌握空间交会对接技术，载人航天工程也曾进行过多次交会对接，但以往神舟飞船、天宫一号等交会对接是在距地球400公里左右的地球轨道上进行的，而嫦娥五号探测器在距地球38万公里的月球轨道上交会对接，属我国首次。航天器面临的引力环境大有不同，研制人员下了大力气攻关克服。

两个航天器交会对接，好比在浩瀚太空中“穿针引线”，对控制精度要求极高。据介绍，此次交会对接没有采取“触碰式”对接，而是采用“搂紧”方式，类似双臂拉住对方随后收紧。这种方式对精度要求也极高，达到厘米级。

“两个航天器的相对位置要控制在误差不能超过5厘米的精度范围。除了月球引力环境的影响以外，交会对接中，由于两个航天器的重量差异大，一旦速度控制出现偏差，也会造成两器相撞从而导致对接的失败。为此，研制人员量身打造了一套全新的对接机构。”彭兢说。

此外，由于无法在万里外借助导航卫星帮助，嫦娥五号只能自力更生，月球轨道测控精度、月球轨道敏感器交互、轻小型航天器对接等技术均取得突破。

等待月地入射窗口，轨道器和返回器分离，返回器重新投入地球怀抱

距离回家，嫦娥五号还要经历几个关口？

当返回器“吞入”样品、扣上盖子，轨返组合体就可以与上升器分离，踏上回家之路了。首先是环月等待，嫦娥五号轨返组合体从对接舱分离并进入月地入射点，在环月等待段飞行过程中进行1次轨道维持，等待月地入射窗口的到来，全力以赴做好返地准备。

接下来是月地转移阶段。当嫦娥五号轨道器携返回器由月球向地球呼啸而来，在预定时机加速进入月地转移轨道，经历多次中途修正后，在接近地球大约5000公里高度时将返回器释放。

最后一步是再入回收。嫦娥五号返回器与轨道器分离后，轨道器进行规避机动，返回器则要经历惯性滑行、地球大气再入、回收着陆三个阶段完成最后的降落。返回器首先以每秒约11公里的第二宇宙速度冲向地球，在进入地球大气层后，通过半弹道跳跃式再入返回技术重新跳出大气层，再以第一宇宙速度进行降落。距离地面10公里高度时，返回器将打开降落伞，着陆于内蒙古四子王旗预定着陆区域，地面搜索回收力量预计在两天内完成回收任务。

为什么要在进入地球大气后跳出去，再重新跳进大气层呢？不能“一步到位”吗？

返回器冲向地球的第二宇宙速度，是能够脱离地球引力场束缚的最小速度，但也比从近地轨道返回地面的神舟载人飞船返回舱要快得多。为解决速度这个问题，科技人员设计了半弹道跳跃式返回办法，相当于在太空“打水漂”。返回器进入地球大气层，减速后将再次跳出大气层并第二次进入大气层。返回器再入地球大气层的速度将从十几公里每秒，降低到七公里多每秒，从而安全落地。

从嫦娥一号拍摄的全月球影像图，到嫦娥二号成功获取月球虹湾局部地区1米分辨率影像图，再到嫦娥三号成功实现落月梦想、嫦娥四号实现人类探测器首次月背软着陆揭开月球背面神秘面纱……嫦娥一路向月行。这一次，作为我国无人月球探测的收官之战，嫦娥五号不仅向月行，还要向地归。

嫦娥五号从11月24日发射到完成地面回收，整个过程预计历时23天左右。在冬至前后的深夜，它将满载而归，落在内蒙古四子王旗着陆点。

来源：中央纪委国家监委网站微信公众号

携带6种神秘装备，嫦娥五号月球挖土之前，先要做这些重要的事

伴随长征五号遥五运载火箭的轰鸣，“嫦娥五号”探测器今天（24日）凌晨踏上奔月之旅。从月面获取约2千克的样品返回，是此行最重要的使命，同时它还肩负着获取月表形貌、矿物组份探测与研究、月球浅层结构探测等科学探测任务，这些将为采样和钻取提供技术支持。

为此，“嫦娥五号”携带了六种科学载荷。相较于“嫦娥四号”，此次任务所携带科学载荷的性能指标有了新的提升。其中，国旗展示系统将首次在月球上采用复合纤维材料的织物材料作为国旗旗面。

落月后48小时内开展多项科学任务

有效载荷分系统是探测器执行科学探测任务的分系统。“嫦娥五号”探测器有效载荷分系统副主任设计师、中国科学院国家空间科学中心副研究员王雷介绍，这次“嫦娥五号”有效载荷分系统共配置了六种有效载荷，分别是全景相机、全景相机转台、降落相机、月球光谱分析仪、月壤结构探测仪、国旗展示系统。另外，还配置了一台载荷数据处理器。

这次，在月球上将首次展示采用复合纤维材料的织物材料作为旗面的国旗，这一场景是令人期待。为使国旗旗面在月球表面超过200℃的高低温变化下，以及月面的极紫外环境下始终保持清晰鲜艳，航天科工集团四院的载荷团队采用了抗辐射和抗静电涂层的特殊设计，并进行了大量试验。

探测月面，仍然是探测器的重要任务。由中科院空天信息研究院研制的“嫦娥五号”月壤结构探测仪是一种工作于无载频皮秒脉冲信号的探测雷达。这台探测仪探测深度可达3米，分辨率达到厘米级。除可用于月壤厚度和结构探测外，它还可在月面钻取工作前，对钻取区的月壤下的石块进行分析判断，为钻取策略提供支持。

月壤结构探测仪天线示意图

由航科集团508所研制的降落相机，其有效像素较“嫦娥四号”有了大幅提升——更高分辨率的月表图像,将更好支持探测器落月,也可获得更精细的月表图像数据,供科学家开展科学研究。这次，它将拍摄从环月轨道到月球表面降落过程中的着陆点图像信息，获取着陆器降落过程中各个高度时降落区域的月貌特征图、地形地貌图。

此外，由中科院上海技术物理研究所研制的月球矿物光谱分析仪，则将其探测波长由“嫦娥四号”时的最高2.4微米延伸至了3.2微米。除了能对月表的主要矿物进行有效识别外，还可寻找水的存在。

科研人员调试月球矿物光谱分析仪

月午工作将经受高温考验

在阳光直射下,月午时分的月面温度可以超过100℃。由于“嫦娥五号”在月面工作时间有限，“嫦娥四号”携带的全景相机和红外成像光谱仪可以不必在月午期间工作，但这次却不行。

为了让“嫦娥五号”全景相机可以在月午高温下正常工作，在“嫦娥四号”载荷的基础上，中国科学院西安光学精密机械研究所经过适应性设计，将相机的工作温度上限提高了10℃。

“嫦五”上的全景相机为完成采样区月表形貌和地质构造调查而设计。全景相机安装在相机指向机构上，由相距一定距离的两个相机组成。两台全景相机通过类似“人眼”的探测原理可以实现对目标的立体成像，依靠指向机构的左右旋转和上下俯仰，实现大视场和上下大范围的全景探测，再通过图像拼接及立体反演，可得到采样区的全景立体图像。当采样机构工作时，全景相机还可以对采样过程进行拍照和摄像，从而获得采样过程图像信息，同时和其它载荷互相配合，共同完成采样区域现场就位探测的科学目标。

实际上，在整个飞行过程中，不少载荷都需要经历从-100℃到100℃的温度变化考验。比如，在经历约200℃的温度变化考验后，全景相机转台还必须保证一定的指向精度，而国旗展示系统的火工品还得能够在月面100℃以上的高温下起爆可靠。为此，负责研制转台的中科院沈阳自动化所等载荷团队进行了刻苦攻关和试验，保证了相关载荷的可靠性和安全性。

而月球矿物光谱分析仪则为了适应月面的高温环境，采用国产自研的器件替代了原方案中的进口器件，有效提高了红外设备的高温适应能力，确保在高温环境下获得有效的科学数据。