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今天上午10時26分，嫦娥四號探測器在月背成功著陸，開始人類首次「月背」探索。五星紅旗在月球閃耀。
從距離月面幾十公里的高度著陸月面，瞬間衝擊力巨大。嫦娥四號探測器能夠經受住最後「一落」，安全著陸月面，四條強健的著陸腿至關重要。
嫦娥四號探測器體型巨大，重量超過一噸，著陸緩沖機構，即著陸腿，能夠通過緩沖功能，將探測器在著陸月面瞬間產生的衝擊有效吸收，防止巨大的衝擊力對探測器及安裝的重要儀器設備造成損傷。
為了確保良好的緩沖作用，中國太空科技集團五院的工藝人員與設計人員在著陸腿里特別配備了「大腳掌」和「主副腿」兩大「法寶」。
「‘大腳掌’是與月球表面直接接觸的部位，看上去像一個大臉盆，直徑差不多是普通人腳長的兩倍。」專家表示，這種盆狀結構可以更好地防止探測器在著陸月面時翻倒。工藝人員與設計人員從結構設計、材料選擇、加工方法等方面做足了功課，經歷了成千上萬次試驗，進行了上萬件材料的篩選，才最終敲定了工藝方案。「大腳掌」內部使用了一種蜂窩狀材料，並在中央埋藏了一個特別的金屬結構，像足弓一樣，能夠將衝擊力有效分散開。「足弓」內部還填充有更加致密的緩沖材料，能夠有效吸收衝擊能量，起到更好的緩沖作用。
其次是主腿和副腿，每條著陸腿都包含一個主腿和兩個副腿。著陸前，副腿推著主腿向外側展開到規定角度並鎖定，著陸時，主腿是主要支撐結構，負責傳遞、吸收各種衝擊力，副腿也會輔助主腿緩沖巨大的衝擊力，使探測器落月更穩定、安全。
專家介紹，主腿和副腿的外殼均是又長又薄的圓筒，設計師優選了高強度的鋁合金材料，既能減輕著陸腿重量，又能確保圓筒的強度。主腿、副腿的尺寸有很高的精度要求，研制人員設計了輔助加工的裝夾工具，並且優化了加工與消除應力的流程，精選專用加工刀具，最後在工人的精湛手藝下，製作出精密的外殼。圓筒中同樣填充有緩沖蜂窩材料，以保證著陸腿的緩沖效果。
據了解，在前期試驗中，研制人員加工了約6000件規格各異的緩沖蜂窩，在材料篩選階段，試驗了多種產品，最終篩選出性能穩定、成品率高的緩沖蜂窩。而在材料的加工階段，則嘗試了電火花、線切割、沖壓加工等多種加工方法，最終選定了能滿足精度和研制進度的方法加工。緩沖蜂窩經過了全面的「體檢」，能夠經受住多種壓力、各種溫度交替的試驗。在著陸時的巨大衝擊下，主腿和副腿都能依靠擠壓蜂窩吸收衝擊力，讓探測器更加平穩地著陸。降落相機「直播」降落全程
四台相機，包括三台監視相機和一台降落相機，來自中國太空科技集團五院。「降落相機采集探測器的落月區域圖像，尤其是對月球背面成像，對探測器落月區域的科學研究具有重大意義。」科研人員告訴記者，嫦娥四號著陸器降落在月球背面的艾特肯盆地，這個盆地是月球上規模最大、最古老的撞擊盆地，對它的研究有可能揭示下月殼甚至上月幔的物質狀況，是研究月球深部物質組成的重要窗口。
據了解，降落相機安置於著陸器的底部艙內，在著陸器降落過程中，降落相機以較高的幀頻進行拍照，獲得大量月球表面信息，反映月球表面地貌特徵和區域地質情況。降落相機光學圖像可獲得與人的視覺習慣相近的月面景觀，其所傳送的圖片可生動如實地描述著陸器降落的全過程，給人以身臨其境的視覺衝擊。監視相機「監視」兩器分離
嫦娥四號監視相機共有三台，主要任務是對巡視器與著陸器的釋放分離過程進行全程監視，做到兩器解鎖、巡視器駛離連接支架、臍帶電纜脫離、行駛至轉移機構、釋放分離等關鍵過程的監測，提高探測器系統月表活動的展示度。
同時，也可為釋放分離過程中每一個指令的執行情況提供直觀的視覺信息，並對下一個指令的執行風險提供評估依據。巡視器釋放完畢後，裝在著陸器側面的監視相機可定時拍攝不同太陽高度角下的月面圖像，並對巡視器月面工作情況進行監視，其圖像還可用於分析著陸區月表的地形地貌和區域地質情況，從而輔助其他載荷進行科學探測。小身材大身手
這些相機看起來與我們平常使用的數位相機無二，輕的三四百克，重的不過七百克，但集成了光、機、電、熱等多項先進技術和自動曝光、實時圖像壓縮等智能化功能，在太空惡劣的輻射、溫度環境下，能承受發射時的強烈衝擊和振動，具備動態下清晰拍攝的能力，更具長壽命、高可靠性能，是真正輕小便攜的「太空智造」。
科研人員介紹，為了讓四台相機發揮各自功能，在嫦娥三號CMOS相機研制基礎上，他們針對月球背面的著陸進行了復核復算。考慮到太空中複雜的粒子環境，嚴格選用高等級探測器；相機圖像壓縮算法經歷了嫦娥二號、嫦娥三號的成功在軌驗證，在繼承的基礎上不斷優化；相機的自動曝光算法主要繼承嫦娥二號監視相機，並在嫦娥三號降落相機自動曝光算法的基礎上升級，對程序進行了優化調整，使其適應更加複雜的場景，調整更加迅速精準。
相機軟件在原來的基礎上也做了適應性的修改。因為嫦娥四號著陸在月球 背面，導致探測器直接與地面測站通信需要通過月球中繼衛星「轉手」，探測器數據傳輸的碼速率大幅度降低。針對這一情況，降落相機現場可編程門陣列（FPGA）軟件增加了一種高壓縮比圖像數據，完美解決了動力下降過程中實時圖像觀察與科學數據采集這兩大任務需求，即探測器動力下降過程中，相機地面軟件實時接收降落相機拍攝的高壓縮比圖像，探測器落月後再回放降落相機拍攝的科學數據。五星紅旗登月的秘密
上百次模擬確定國旗位置
太空科技集團五院嫦娥四號月球探測器國旗研制人員介紹，在方案編制和論證的過程中，研制團隊幾乎走遍了國內重要的宇航材料研制單位，查閱了國際上相關的研制資料。為了給紅旗找到合適的附著區域，研制人員和圖像與信息處理的有關專家進行了上百次模擬演練，幾乎試遍了衛星上每一個可用的區域，驗證了每一個可能的光線範圍和拍攝角度、拍攝距離。最終，在巡視器和著陸器上分別找準了相應的位置，各自的紅旗都在對方的錄影拍攝範圍之內，確保清晰可見。此外，方案採用背膠與鉚釘相結合的方法，確保五星紅旗牢牢附著在衛星表面，特殊材料抵禦惡劣月表環境
常見的國旗一般由化學纖維織物、絲綢、棉布等紡織品製作，而探測器國旗是由一種叫聚酰亞胺的有機高分子薄膜材料製作的，它與衛星採用的熱控材料一樣，重量也從最初的200克降低到20克，可以最大限度地降低對星用載荷儀器的影響。
探測器國旗要確保在太空環境下經受得住考驗，不變形、不變色。那麼，月表環境中有哪些因素會對國旗產生影響呢？研制人員解釋，首先，月表溫度最低在-180°C以下，最高在130°C以上，溫差達到三百度攝氏度以上；其次，月球表面沒有大氣，屬於真空狀態，太陽產生的紫外線非常強烈，同時存在宇宙射線和高能粒子的輻照作用。而在地面環境下，溫差只有幾十攝氏度，而且因為有大氣層的保護，空間粒子和大部分紫外線也都被隔絕了，「月表環境和地面環境完全不同，對材料有很強的破壞作用，而探測器國旗採用的聚酰亞胺材料，能夠有效抵禦惡劣的月表環境。」
環境不同，探測器國旗的顏色在月球上與在地面上一樣嗎？研制人員介紹，太陽光在穿過大氣層到達地面時，人眼可以識別的可見光部分變化很小（略有吸收），可以認為可見光在大氣層外（宇宙空間，包括月表）與地面是一樣的，唯一的區別僅在於月表的可見光光照強度比地面略大一些，所以探測器國旗在月表對於可見光的反射情況與地面是相同的，我們看到的國旗顏色與地面上也是一樣的。反復試驗確保國旗不變色
國旗製作有一套嚴格的標準，紅黃兩種顏色、五角星的規格均有嚴格的量化規定。但探測器國旗是採用特種塗料印制於有機高分子薄膜材料上製作出來的，與國標中規定的紡織品材質有很大不同，因此無法直接引用其色空間坐標，研制團隊只能採用標準色卡和圖表灰度卡嚴格對比、反復調試，與國標達成一致。對於大五角星和四個小五角星，不僅對其位置嚴格測量，而且對其每個角的度數嚴格測量，確保誤差在允許範圍之內。
研制人員介紹，第一套國旗樣品是採用雷射噴繪工藝製作的，雖然拍攝出來的效果很好，但是近距離仔細觀察，由於塗料噴繪時有少許不均勻，致使紅旗表面出現小量微小的顆粒物，「最後完全更換了工藝，特別委托研制了一套高精度的絲網印刷設備，專門給國旗上色，經過多輪試驗，印制出的五星紅旗比鏡面還光滑，達到了預期的研制效果。」
如此一絲不茍，可是產品在地面高低溫環境試驗中還是發生了問題。當真空環模試驗溫度增加到一定高度時，紅旗的色彩和圖案全部蒸發了，只剩下一片光禿禿的長方形材料。研制團隊又以5°C為單位逐步調整試驗溫度，歷經多次熱真空等試驗，充分驗證了探測器國旗的耐溫性能，最終做到了在±170°C範圍內，國旗均能保持鮮艷如新。