在遥远的月球背面,嫦娥六号着陆器完成了一项壮丽的壮举:它成功展开了携带的五星红旗,这是中国首次在月球背面独立动态地展示国旗。继2020年嫦娥五号所展示的“织物版”五星红旗之后,这一历史性的时刻再次将中国的印记深刻地打在了月球上。
这面五星红旗并非寻常之物,而是采用了来自太行山脉的玄武岩复合材料精心制作而成,其中玄武岩的成分占比高达62%。这一创新材料的研发背后,是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院士领衔的月面国旗团队,他们与多家单位紧密合作,历经近四年的艰辛研发,终于攻克了玄武岩超细纤维纺丝、纺纱、织造及色彩构建等多项国际技术难题。由此,这面无需温控保护、可独立动态展示的“石头版”高品质织物国旗得以诞生。

那么,为何选择玄武岩作为国旗的材料呢?
相较于嫦娥五号短短七天的太空之旅,嫦娥六号自今年5月发射升空后,在太空中穿行了整整30天才抵达月面,这期间经历了长时间的高低温交替考验。因此,国旗材料的耐受性要求自然水涨船高。经过深入分析与比对,与月壤化学成分相似的玄武岩走入了研发团队的视野。玄武岩纤维以其卓越的隔热和抗辐射性能,成为了抵御月表极端环境的理想材料。
曹根阳教授进一步解释道,月球表面玄武岩资源丰富,未来月球基地的建设很可能需要就地取材。将月球玄武岩加工成片状或管状建材,将极大地降低从地球运输材料的成本。“嫦娥六号所展示的五星红旗,不仅是一面国旗,更是对月面原位制造可能性的一次重要探索。”

但是,将坚硬的玄武岩纤维转化为柔软且耐用的织物,其间的技术难度可想而知。
玄武岩纤维,这种无机纤维表面光滑、质地脆硬且易碎,具有高模量的特点,这使得纺制超细丝、纺纱、织造以及实现颜色的高牢度成为了一项巨大的挑战。然而,月面国旗研发团队并未因此而退缩,他们独辟蹊径,创新性地开发出“包芯技术”,并研制出“转芯纺”纺纱装置,成功地将桀骜不驯的玄武岩纤维丝驯服,最终织造出了能够耐受高真空、高低温循环、强紫外辐照等极端条件的“石头版”高品质织物国旗。

尽管嫦娥六号月面国旗与嫦娥五号上的国旗规格相同,尺寸均为300mm×200mm,与一张A4纸大小相仿,但其背后的科技含量却不可同日而语。值得一提的是,虽然玄武岩纤维的密度比嫦娥五号国旗的原料密度高出近一倍,按理来说“石头版”国旗应该会更加笨重。然而,得益于团队研发出的直径仅为头发丝三分之一的超细玄武岩纤维,嫦娥六号国旗的最终重量仅为11.3克,比嫦娥五号的国旗还要轻盈0.5克。
在嫦娥六号“石头版”国旗的研制过程中,月面国旗团队不仅着眼于太空探索的应用,更将玄武岩纤维的应用领域拓展到了耐热、阻燃等民用领域。例如,对阻燃隔热性能要求极高的阻燃防护服装以及高阻燃性箱包等,都能充分利用超细玄武岩纤维适应高温等特殊环境的能力。

徐卫林院士展望道,未来玄武岩纤维作为一种轻质、柔性的防护材料,将在航空航天领域发挥越来越广泛的作用,包括但不限于宇航服、太空舱以及月球基地等场景的应用。随着科技的不断进步和创新能力的持续提升,我们有理由相信,在不远的将来,更多由玄武岩纤维等高性能材料制成的产品将走进我们的日常生活,为人类的探索之路保驾护航。
