嫦娥五號實現我國首次地外天體起飛、首次在月球獨立展示國旗

據央視新聞12月3日消息，記者從國家航天局獲悉，12月3日23時10分，嫦娥五號上升器3000N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。這是我國首次實現地外天體起飛。

此前，嫦娥五號探測器的監督工程師彭德雲曾表示，如果嫦娥五號按照要求順利完成採樣，同時從月球升空返回，那麼它返回地球需要23天，一切順利的話，將會在12月中旬完成此次任務。

與地面起飛不同，嫦娥五號上升器月面起飛不具備成熟的發射塔架系統，着陸器相當於上升器的“臨時塔架”，上升器起飛存在起飛初始基準與起飛平台姿態不確定、發動機羽流導流空間受限、地月環境差異等問題；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。

嫦娥五號上升器進入預定軌道，實現我國首次地外天體起飛。視頻來源：央視新聞(01:42)

點火起飛前，着上組合體實現月面國旗展開以及上升器、着陸器的解鎖分離。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。

圖為嫦娥五號國旗展示系統在月面成功打開模擬圖

國旗代表一個國家的尊嚴和榮譽。據瞭解，嫦娥五號月面國旗展示系統是有效載荷分系統的組成單機之一，也是有效載荷分系統唯一一個關鍵項目。與嫦娥三號、嫦娥四號以及玉兔月球車上的國旗採用噴塗方式不同，嫦娥五號國旗則是一面真正的旗幟。嫦娥五號國旗平面運動包絡將近2000mm×900mm，整個系統的重量只有1公斤。

由於宇宙擁有很強的電磁輻射，以及月球表面有着正負150攝氏度的温差等惡劣環境，這就決定了普通國旗無法在月球上使用。在國旗展示系統立項初期，科研團隊為此設計了多種展示形式，既有記憶合金展示方案、伺服升旗方案、機構展示方案等通過卷軸形式展開國旗，也有通過摺扇形式展開國旗等方案，但通過高低温試驗後發現，只有卷軸形式展開的國旗比較平整，不會出現褶皺等情況。

整套系統中，國旗被完全收納在“旗杆”裏，一起固定在基座上，在登上月球前都處於“密封”狀態。隨火箭發射升空，期間要經受高温高熱考驗。要確保基座“零變形”、旗面“無污染”，密封圈至關重要。研製團隊對產品結構進行優化，經過反覆試驗成功解決問題。地球上的試驗解決了，月球上的怎麼辦？月球的重力只有地球的六分之一，按照月球重力設計的國旗展示系統，在地球重力下扭簧力矩不能將系統展開，無法判斷試驗成功與否。這就需要進行月球環境模擬實驗。最終，研製團隊設計出了一套試驗裝置來模擬月球重力，將展示系統固定在上面進行試驗，成功驗證系統在月球時的展開情況。

而彈簧的彈性係數在-5℃到2℃的範圍內一般不會發生變化，如果超過100℃和低於-30℃都會導致彈簧材料的強度降低，彈性係數也隨之降低。工業中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，然後在試驗室裏對其進行高低温、長期壓緊、拉伸等試驗，以及經常觀察它的力學變化情況，以保證扭簧的可靠性。