武漢紡織大學研制的嫦娥六號“石頭版”五星紅旗在月球成功展示

　　據央視新聞消息，6月3日，月表取樣完成后，嫦娥六號著陸器攜帶的一面由玄武巖纖維制成的“石頭版”五星紅旗在月球背面成功展開，嫦娥手中的國旗在陽光的照射下呈現(xiàn)出一抹鮮艷的中國紅。這是中國首次在月球背面獨立動態(tài)展示國旗，也是繼2020年12月3日嫦娥五號“織物版”五星紅旗在月球成功展示后，中國探測器在月球上再次打上“中國標識”。

　　嫦娥六號月面國旗展示系統(tǒng)由中國航天三江集團聯(lián)合武漢紡織大學等單位共同研制。針對此次任務中高低溫交變、高真空及強紫外輻射等極端環(huán)境要求，武漢紡織大學紡織新材料與先進加工技術國家重點實驗室徐衛(wèi)林院士月面國旗團隊選用玄武巖材料，聯(lián)合湖北匯爾杰玄武巖纖維有限公司和安徽華茂集團，歷時近4年，攻克了玄武巖超細纖維紡絲、紡紗、織造及色彩構建等諸多國際難題，首次成功研制出無溫控保護、獨立動態(tài)展示的“石頭版”高品質織物國旗。研制期間，探月工程三期探測器系統(tǒng)總指揮、總設計師楊孟飛院士，中國科學院空間中心、中國航天三江集團等單位領導專家多次來校指導，探月工程三期總設計師胡浩、火山地質與第四紀地質學家劉嘉麒院士等也給予了鼎力支持和指導。

探月工程三期探測器系統(tǒng)總指揮、總設計師楊孟飛院士，中國科學院空間中心專家、中國航天三江集團專家到校指導國旗研制任務

　　精心為國旗選材

　　“石頭版”五星紅旗閃耀月球

　　與“嫦娥五號”在太空飛行7天后到達月面相比，此次“嫦娥六號”自5月3日出發(fā)后，在太空飛行了30天才落月，時間大幅增加。在奔月、繞月及落月的過程中，高低溫反復交替，國旗對環(huán)境的耐受性要求就更高。

　　接到嫦娥六號月面展示國旗任務后，徐衛(wèi)林院士帶領月面國旗團隊成員曹根陽教授、王運利教授、盛丹博士，遵從“原位利用”的原則，決定采用與月壤化學成分相近的玄武巖作為嫦娥六號國旗的核心材料。“玄武巖纖維具有非常優(yōu)異的隔熱抗輻射性能，能夠抵御月表惡劣環(huán)境。但玄武巖纖維屬于無機纖維，表面光滑、脆性易碎、模量高，難以紡制超細絲、紡紗、織造，以及構筑高牢度的顏色，這些都是團隊要攻克的難題，可以說這是一面技術含量很高的‘石頭版’織物國旗。”徐衛(wèi)林院士介紹。

徐衛(wèi)林院士（左二）和月面國旗團隊教師曹根陽、王運利、盛丹研討國旗研制技術問題

　　嫦娥六號月面國旗和嫦娥五號上的國旗規(guī)格一樣，大小也是300mm×200mm，與A4紙差不多大。不過，玄武巖纖維的密度超出嫦娥五號國旗原料密度近一倍，按常理推斷“石頭版”國旗會更重。但是，團隊研發(fā)了大概是頭發(fā)絲直徑三分之一的超細玄武巖纖維，最后做出來的嫦娥六號國旗的重量只有11.3克，比嫦娥五號國旗還要輕0.5克。

嫦娥六號月面國旗交付正樣件

　　攻克多個技術難題 確保國旗順利展示

　　嫦娥六號月面展示國旗的重量和質量要求非常嚴格，既要做到薄而軟，又要做到強而韌，但玄武巖纖維屬無機纖維，脆性較大，耐磨性差，表面光滑，因此，制備超細玄武巖纖維難，紡高品質紗難，構建高牢度顏色也難。

　　針對上述三大技術難點，月面國旗研制團隊聯(lián)合湖北匯爾杰玄武巖纖維有限公司創(chuàng)新設計了噴絲板內腔結構，并進行了梯形優(yōu)化，再配合爐內分布式精準控溫，成功實現(xiàn)了超細玄武巖纖維的穩(wěn)定量產；團隊在理論設計的基礎上，結合華茂集團在紡紗領域創(chuàng)新實踐優(yōu)勢，利用柔性水溶性長絲和芳綸短纖分層防護，巧妙設計了“雙防護罩”結構，有效保護玄武巖長絲的同時還解決了玄武巖纖維高模量導致“起小辮子”的行業(yè)難題；光滑的玄武巖長絲對制作月面國旗又提出新的挑戰(zhàn)，團隊利用織物表面的芳綸短纖毛羽，使顏料中的粘合劑與其形成類似“鉚釘”錨定的效果，有效提升涂料的界面結合牢度與國旗圖案的飽滿度，保障國旗的月面展示效果。通過以上技術攻關，首次成功研制出能耐受高真空、高低溫循環(huán)、強劑量紫外輻照等極端環(huán)境條件的“石頭版”高品質織物國旗。

嫦娥六號月面國旗室外成像效果

　　“小石頭”成就“大產業(yè)”

　　玄武巖纖維應用前景可期

　　在嫦娥六號“石頭版”國旗研制的同時，月面國旗團隊已經開啟了玄武巖纖維拓展到對耐熱、阻燃等領域的應用研究，如對阻燃隔熱性能要求很高的阻燃防護服裝以及高阻燃性箱包等，充分發(fā)揮超細玄武巖適應高溫等特殊環(huán)境的能力。

　　徐衛(wèi)林院士表示，未來玄武巖纖維作為輕質、柔性防護材料，將在航空航天，如宇航服、太空艙、月球基地等場景會有越來越廣泛的應用。

武漢紡織大學嫦娥六號月面國旗團隊成員合影

　　（來源：武漢紡織大學）