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玄武岩如何织成五星红旗?还能当“防火魔法衣”?(2)

就这样,河北蔚县的玄武岩被选为制造嫦娥六号国旗的原材料。这些在地球存在了亿万年的石头,踏上了奔月之路。

千锤百炼石头变成超轻超薄布料

此次嫦娥六号选择“石头版”国旗进行月背展示,有一个非常重要的原因,就是把玄武岩制造国旗作为月面原位制造的一种探索未来建造月球基地需要就地取材,把月球上的玄武岩做成片状或者管状建材,用于月面建造,这样比在地球上取材大大节省了成本。

原料确定后,如何把石头变成布料,并精准控制重量,成了研制团队急需攻克的难题。

嫦娥六号月面国旗和嫦娥五号上的国旗规格一样,大小也是300mm×200mm,与一张A4纸差不多大。不过,玄武岩纤维的密度超出嫦娥五号国旗原料密度近一倍,这就会导致“石头版”国旗会更重。由于要用到航天器上,月面国旗的重量要求极为苛刻,需要在同样的尺寸大小下,保持一样的重量。研制人员推算出,这需要把玄武岩纤维做到每1000米重8.8克的密度才不会超重,但这么细的玄武岩纤维要怎么生产出来呢?

玄武岩如何织成五星红旗?还能当“防火魔法衣”?

曹根阳告诉记者,当时工艺控制、炉子温度、喷丝板状态等等都在不断地调试,但是无论怎么做,10克每千米的密度指标都成了制作玄武岩纤维难以跨越的鸿沟。经过无数次的试验,在一次生产过程中发现,对喷丝板内腔结构进行梯形优化,再配合炉内分布式精准控温,可以解决玄武岩纤维特性不足的问题。

玄武岩如何织成五星红旗?还能当“防火魔法衣”?

最终,研制团队成功实现了超细玄武岩纤维的稳定量产,他们做出来的嫦娥六号国旗的重量只有11.3克,比嫦娥五号国旗还要轻0.5克。

四年攻关月背完美呈现“中国红”

超细玄武岩纤维制造出来了,下一个挑战接踵而至。“如何给石头制造出来的纤维上色”成为摆在研制团队面前的又一难题。

由石头拉出的细丝和布料不同,表面特别光滑,颜料不能牢固地附着在旗面上。旗子做好了,颜色又上不去了,科研团队只能反复尝试,来找到解决的办法。

最后,研制团队结合嫦娥五号的经验,利用织物表面的芳纶短纤毛羽,使颜料中的黏合剂与其形成类似“铆钉”锚定的效果,有效提升涂料界面结合牢度与国旗图案的色彩饱满度,保障了国旗的月面展示效果。

玄武岩如何织成五星红旗?还能当“防火魔法衣”?

科研人员告诉记者,从一根丝到一面旗,中间的工序少说也有四五十步。相较于嫦娥五号国旗研制的8年攻关,嫦娥六号国旗的科研攻关时间格外紧张,团队成员们几乎没有休息日,这些都是为了确保这面国旗能够经受住“千锤百炼”。

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