武漢紡績大学が開発した嫦娥6号「石版」5つ星紅旗が月で展示に成功

中央テレビのニュースによると、6月3日、月表のサンプリングが完了した後、嫦娥6号着陸器が携帯していた片面に玄武岩繊維で作られた「石版」五星紅旗が月の裏側で展開に成功し、嫦娥が手にしていた国旗は太陽の光に照らされて鮮やかな中国紅を呈した。中国が月の裏側で国旗を独自に動的に展示するのは初めてで、2020年12月3日に嫦娥5号の「織物版」五星紅旗が月で展示に成功したのに続き、中国探査機が月に再び「中国標識」をつけた。

嫦娥6号月面国旗展示システムは、中国航天三江集団が武漢紡績大学などと共同で開発した。今回の任務における高低温交互、高真空及び強い紫外線照射などの極端な環境要求に対して、武漢紡績大学紡績新材料と先進加工技術国家重点実験室徐衛林院士月面国旗チームは玄武岩材料を選択し、湖北匯爾傑玄武岩繊維維有限公司と安徽華茂グループと共同で、4年近くにわたって玄武岩超微細繊維紡糸、紡績、製織、色彩構築など多くの国際的な難題を解決し、初めて温度制御なしで保護され、独立して動的に展示される「石版」高品質織物国旗の開発に成功した。研究開発期間中、月探査プロジェクトの3期探査機システム総指揮、総設計士の楊孟飛院士、中国科学院空間センター、中国宇宙三江グループなどの部門の指導専門家は何度も学校に指導に来て、月探査プロジェクトの3期総設計士の胡浩、火山地質と第4紀地質学者の劉嘉麒院士なども強力な支持と指導を与えた。

月探査プロジェクト3期探査機システム総指揮、総設計士楊孟飛院士、中国科学院宇宙センター専門家、中国宇宙三江グループ専門家が登校し、国旗の開発任務を指導した

国旗のために入念に材料を選ぶ

「石版」五星紅旗が月に輝く

「嫦娥5号」が宇宙飛行から7日後に月面に到着したのに比べ、今回の「嫦娥6号」は5月3日に出発してから、30日間宇宙飛行をして月に落ちるまでに時間が大幅に増えた。奔月、月回り、月落ちの過程で、高低温が交互に繰り返され、国旗の環境への耐性がさらに高くなった。

嫦娥6号月面の国旗展示任務を受けた徐衛林院士は、月面国旗チームメンバーの曹根陽教授、王運利教授、盛丹博士を率いて、「原位置利用」の原則に従い、月境化学成分に近い玄武岩を嫦娥6号国旗の核心材料とすることを決定した。「玄武岩繊維は非常に優れた断熱耐放射性を持ち、月表の劣悪な環境を防ぐことができる。しかし、玄武岩繊維は無機繊維に属し、表面が滑らかで脆い、モジュラスが高く、超フィラメント、紡績、製織が困難であり、高堅牢度の色を構築することもチームが攻略しなければならない難題であり、技術的な含有量が高い「石版」織物国旗であると言える」と述べた。徐衛林院士の紹介。

徐衛林院士（左から2人目）と月面国旗チーム教師の曹根陽、王運利、盛丹が国旗開発技術問題を検討

嫦娥6号の月面国旗は嫦娥5号の国旗と同じ規格で、大きさも300 mm×200 mmで、A 4紙との差はそれほど大きくない。しかし、玄武岩繊維の密度は嫦娥5号国旗の原料密度の2倍近くを超えており、「石版」国旗の方が重いというのが常識だ。しかし、チームは髪の毛の糸の直径の約3分の1の超微細玄武岩繊維を開発し、最後に作った嫦娥6号国旗の重さは11.3グラムで、嫦娥5号国旗より0.5グラム軽い。

月探査衛星「嫦娥6号」月面国旗が正式サンプルを交付

複数の技術的課題を克服して国旗の円滑な展示を確保する

嫦娥6号月面は国旗の重量と品質の要求が非常に厳しく、薄くて柔らかいだけでなく、強くて強靭にしなければならないが、玄武岩繊維は無機繊維であり、脆性が大きく、耐摩耗性が悪く、表面が滑らかであるため、超微細玄武岩繊維の製造が難しく、高品質の糸を紡ぐのが難しく、高堅牢度の色を構築するのも難しい。

上述の3つの技術的難点に対して、月面国旗の研究開発チームは湖北匯爾傑玄武岩繊維有限会社と共同で紡糸板の内腔構造を革新的に設計し、台形の最適化を行い、さらに炉内分布式の正確な温度制御を配合し、超微細玄武岩繊維の安定した定量的生産を実現した、チームは理論設計の基礎の上で、華茂グループの紡績分野における革新的な実践的優位性を結合し、柔軟性のある水溶性フィラメントとアラミド短繊維の層状防護を利用して、巧みに「双防カバー」構造を設計し、玄武岩フィラメントを効果的に保護すると同時に、玄武岩線維高弾性率による「小お下げ」の業界難題を解決した、滑らかな玄武岩フィラメントは月面国旗の製作にまた新たな挑戦を提出し、チームは織物表面のアラミド短繊維毛羽を利用して、顔料中の接着剤をそれと類似の「リベット」アンカーの効果を形成させ、塗料の界面結合堅牢度と国旗図案の豊満度を効果的に高め、国旗の月面展示効果を保障した。以上の技術の難関攻略を通じて、初めて高真空、高低温循環、強用量紫外線照射などの極端な環境条件に耐えられる「石版」高品質織物国旗の開発に成功した。

嫦娥6号月面国旗の屋外イメージング効果

「小石」が「大産業」を成し遂げる

玄武岩繊維の応用の将来性が期待できる

嫦娥6号の「石版」国旗の開発と同時に、月面国旗チームはすでに玄武岩繊維を耐熱、難燃などの分野への応用研究に展開し、例えば難燃断熱性能に要求の高い難燃防護服や高難燃性ケースなど、超微細玄武岩を高温などの特殊な環境に適応させる能力を十分に発揮した。

徐衛林院士によると、将来的には玄武岩繊維は軽量、柔軟性のある防護材料として、航空宇宙、宇宙服、宇宙船、月基地などのシーンでますます広く応用されるだろうという。

武漢紡績大学嫦娥6号月面国旗チームメンバーと記念撮影

（出所：武漢紡績大学）