嫦娥五号任务被称为是目前为止系统最复杂、技术难度最大的航天工程。与嫦娥三号、嫦娥四号以及玉兔月球车上的国旗采用喷涂方式不同,嫦娥五号携带的国旗是一面真正的旗帜,这也是五星红旗第一次月表动态展示。
然而很多人在比对中国和美国的国旗之后,却怀疑美国登月是造假?因为月球近乎没有大气,也就没有风,而美国的国旗也看起来像是在飘动,中国的国旗则很笔直。
但其实看过美国国旗在月球的动态照片之后,你可能就会发现,其实美国国旗这是正常现象。
把五星红旗带上月球有多难?
月球表面没有大气层,昼夜温差极大。月表平均温度为白昼107℃,最高达到130℃;夜晚平均温度为-153℃,最低达到-180℃。如此巨大的温差,一般的纺织品是根本无法承受的,会发生皱缩或者熔融。如何保证国旗卷起时在正负150摄氏度温差环境下不能粘连在一起,国旗展开时拥有足够的强度,保持平整。靠单一纤维和纺织工艺都无法满足月面环境的要求。
科研团队最终决定采用国产高性能芳纶纤维材料,这是一种新型高科技合成纤维,具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的 5~6倍 ,模量为钢丝或玻璃纤维的2~3倍,韧性是钢丝的2倍,而重量仅为钢丝的1/5左右,在560度的温度下,不分解,不融化,从而保证国旗能够抵御月表恶劣环境。
再加上月球紫外线强烈,如何在紫外线辐射下,保持国旗不褪色也是一个要思考的问题,为此科研团队采用了获得2008年国家技术发明二等奖“优质天然高分子材料超细粉体化及其高附加值的再利用”技术,利用其与颜料粒子的协同作用,从本质上解决了极端条件下颜料热升华及热迁移牢度问题。也就是说不会串色。
科研团队还采用了荣获国家科技进步一等奖的“高效短流程嵌入式复合纺纱技术”,攻克了高模量差异纤维高品质纱线制备的技术难题,制备出高品质月面展示国旗面料;利用小分子调控技术实现了芳纶纤维的结构调控及颜色构建,并在此基础上实现了极端紫外条件下优良的耐日晒牢度。
另外,国旗展示系统使用的支架结构在空间环境中要承受冷热交变、空间辐照、极低真空等恶劣环境考验。
所以中国国旗在月球展开后能够保持平整,不分解,不融化,不褪色、不串色、不变形。
而美国国旗就不一样了,它是采用尼龙材质制造,是由Annin Flagmakers制造,即使在地球上,这些旗子有着大气层的保护,经过数十年的日晒也会严重褪色。由于月球没有大气层,失去了保护的旗子将会受到更多的辐射,因此褪色变白应该是可以确定的。
根据科学家推测,这些国旗很可能已呈现一片空白,被无过滤的太阳光紫外线漂白。甚至,有些可能已经残破瓦解。
美国国旗为何会迎风飘扬
我们可以看到,我们的国旗在动态展示中,非常笔直,因为月球环境近乎没有大气,所以也就没有风。
不过美国国旗,我们看起来是在飘动,其实并没有。美国国旗是如何设计的呢?约翰逊航天中.心的技术服务部门在一个水平伸缩杆基础上设计了一种可折叠旗杆,而后缝入国旗顶端的接缝处,使其能够向外伸展。然而在月球上,旗杆上负贡让国旗保持伸展和垂直姿态的小伸缩臂出现了问题,这个伸缩臂臂就是不能完全伸开。美国6次登月,带去的国旗都遇到了这个问题,这个是时代导致的技术缺陷问题。
这些旗帜因为采用了“Γ”形的支架,因此总是处于展开状态。而旗帜表面的起伏并非被风吹动,而是旗帜被移动时的惯性所致。由于月球上缺少空气阻力,惯性产生的起伏运动会持续很久,产生“风吹飘动”的错觉。
美国科普电视节目《流言终结者》在其“登月疑云”一集中,将一面旗帜放入真空环境下,发现其也会产生这种类似“风吹”的起伏运动。
此外,当旗帜停止“飘动”时,它们的形状会定格在“飘动”时的状态。因此一些照片中看到的“飘动的旗帜”其实是已经静止的。我们从动图就可以看出来,宇航员在运动的时候,旗帜是一动不动的?
中国月球探测工程首席科学家,被誉为“嫦娥之父”的欧阳自远院士也指出:照片上美国国旗飘舞,恰恰是“阿波罗”成功登月的“真实写照”。宇航员在月表插下旗杆时,可能用力过猛,瞬间松手造成旗杆左右摇摆。由于月球表面是真空环境,没有空气摩擦的阻力作用,旗杆的摆幅较大而持久,从而带动上部的旗帜抖动,给人以“飘扬”之感。
中国国旗则采用的是二级杆的方式来呈现,在材料、设计上都有了革命性的发展,再加上,中国国旗比较小,所以非常笔直。
总结
美国国旗出现的问题,在当时可以说酿成了一场公关关系灾难,这也成为了如今网友还在质疑阿波罗登月真实性的“证据”之一,但随着科技的发展,如今来说,其实阿波罗飞船登月的真实性早已得到证实。
美国的六次成功载人登月共在月球表面上插下了6面星条旗。NASA自己的月球轨道勘测器也拍摄到了五面旗子的阴影,确认它们的存在。随着中国、日本、印度等国的月球探测器升空,又有更多的阿波罗遗骸被发现。
这些都证明了当初阿波罗登月的真实性。在当时这种软硬件的水平下,美国能送人上月球,的确创造了一个奇迹。