解密天問一號五星紅旗
【中新社蘭州十二日電】十一日,中國國家航天局公佈由祝融號火星車拍攝的着陸點全景、火星地形地貌等影像圖,標誌着中國首次火星探測任務取得圓滿成功。傳回的影像資料中,除細節豐富的表面地貌引人矚目外,着陸平台和火星車上鮮紅的“中國印跡”背後藏有“科技密碼”。
國旗現三創新
兩面五星紅旗由中國航天科技集團有限公司五院五一○所研製,五月廿二日跟隨天問一號登陸火星。六月十二日,該所對外披露,貼裝在火星車表面的器表五星紅旗長九十六毫米、寬六十四毫米,與嫦娥三號、四號上使用的國旗是“孿生兄弟”;安裝於着陸平台上的國旗裝置長三百六十毫米、寬二百四十毫米,是登陸之後展開。
據航天五一○所介紹,受安裝位置和空間限制,着陸平台國旗裝置設計了類似中國傳統文化中書畫畫軸的展開方式,利用形狀記憶復合材料實現國旗的鎖定和釋放。在着陸火星前的地面總裝與測試、發射、地火轉移、環火飛行以及着陸階段,國旗始終處於卷繞收納狀態,着陸後通過加熱形狀記憶復合材料釋放並展開。
“該國旗裝置實現了重量輕、展開方式新、可靠性高等創新。”航天五一○所國旗裝置主管設計師趙印中透露,國旗裝置驅動機構採用形狀記憶復合材料,使整個國旗裝置的總重量小於二百克;卷繞鎖定——展開的國旗展示適用於較大尺寸的國旗,且動態展開過程栩栩如生,展示效果極佳;解鎖設計採用加熱緩慢展開,形狀記憶復合材料展開幾乎沒有振動與衝擊。
事實上,要實現以上三大創新,必須要解決國旗在漫長的奔火過程中成功鎖定、破解國旗長期卷繞的彎曲效應、順利實現國旗裝置的加熱展開等問題。
破解多重困難
趙印中說,國旗裝置的鎖定功能主要由形狀記憶復合片層通過彎曲後壓緊來實現。而材料彎曲壓緊後,在經歷長期存貯、高低溫環境變化時,存在鎖緊力鬆弛,導致鎖不緊的風險。對此,研製人員通過防側滑設計、加強材料鎖緊力、試驗驗證等措施解決該技術難點。
趙印中表示,國旗在卷繞狀態下長期存貯,會產生彎曲效應(解除鎖定時,國旗還會保持一定的彎曲狀態)。為解決這一問題,研製人員對卷繞存貯後的彎曲狀態分析、驗證,確定配重大小、存貯時長、存貯環境等因素對國旗釋放後展開效果的影響,解決了該技術難點。
國旗裝置加熱展開時間受環境溫度、環境氣壓以及風速、加熱電壓、加熱膜粘貼工藝等多因素影響,不但影響因素多,而且有些影響因素本身存在不確定性。據稱,為獲得可靠的加熱展開時間參數,研製團隊通過上百次加熱展開試驗驗證,最終獲得僅受電壓判據影響的加熱控制時間參數,闖過國旗裝置研製過程中的最後一道難關。