嫦娥七号探测器搭载了来自7个国家、国际组织的科学载荷。在这一次探月任务中,嫦娥七号有很多亮点,其中一个就是搭载了一个飞跃器,这个飞跃器将会飞跃到月球南极地区永久阴影区域内去寻找水资源。
虽然我们人类之前已经开展了很多次探月任务,但是嫦娥七号探测器飞跃器的探索方式,是人类之前没有进行过的尝试,在这一次任务中,嫦娥七号探测器将会完成“绕”、“落”、“巡”、“飞跃”综合探测。如果在月球上照射水资源,那我国将会成为世界上第一个在月球上找到水的国家。
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第二个亮点就是嫦娥七号探测器要让国旗在月球上“飘扬”。可能有一些网友好奇,月球上不是没有空气吗?没有空气的情况下,旗帜是怎么“飘扬”的?
之前我们嫦娥五号、嫦娥六号探测器在月球上展示了五星红旗后,很多网友都在质疑当年阿波罗载人登月的真实性。因为嫦娥五号、嫦娥六号探测器展示的五星红旗是非常平整的,而且不会出现“迎风飘扬”的现象。而美国阿波罗登月期间,宇航员插在月球上的旗帜却是在“迎风飘扬”,所以很多人都觉得阿波罗载人登月是假的。
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第一个情况,当年美国的阿波罗载人登月期间,宇航员插在月球上的旗帜看起来确实是在“迎风飘扬”,这确实是很不符合逻辑。
因为月球空气就没有风,在没有风的环境下,旗帜应该是静静地下垂的,不会出现迎风飘扬的情况。
当然,当年阿波罗载人登月期间,宇航员插在月球的旗帜也不是真的被风吹起来了,和宇航员插旗的时候有关系。
为了让旗帜支撑起来,登月的旗杆经过特殊的设计,在旗杆顶端有一个90°的横梁,打开以后旗帜就会被支撑起来,保持展开的状态。
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而当宇航员插旗帜的时候比较用力,导致旗帜出现了晃动,所以拍摄的画面中,旗帜看起来好像在迎风飘扬了。
第二个情况,嫦娥七号探测器将会搭载一面可以“飘扬”的国旗,如果计划顺利,这将是第一面在月球表面飘动的旗帜。
事情是这样的,2020年国家航天局开展了嫦娥七号科普试验载荷创意设计征集活动,《让国旗在月球上“飘扬”的创新实验设计》获得了二等奖。
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当然,我们的旗帜也不是被风吹起来的,而是采用电磁力的方法,在旗帜的表面布置闭合的回路的导线,通入双向的正反方向的电流,通过电磁场的相互作用而使旗帜飘扬起来。
以前我们还在热议美国旗帜在月球上“迎风飘扬”,现在我们的旗帜很快也会出现在月球上“飘扬”了。而这一个方案居然是来自6名小学生。
当时学生们提出了很多方案,比如说让探测器携带微型的吹风机把旗帜吹起来,但是嫦娥七号探测器的载重是有限的,不可能携带太复杂的结构,而且采用吹风机吹风的话也需要消耗很多能量,所以这些方案就没有什么可行性。
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当时学生们在一节科学课堂上学习到了电磁感应相关的知识,孩子们就突然想到,既然月球没有风,那干脆就不考虑风力吹动旗帜了,改用电磁力带动旗帜摆动。
这个设计方案大致是这样的,在国旗柔软的旗面内部铺设闭合的导线回路,然后给这些闭合的导线通入双向交替的正反电流。通过正反电流进行切换,就会产生不断变化的交变电磁场。
而这一个交变电磁场,可以产生作用力,从而让旗帜可以来回摆动,看起来就像是被风吹起来“迎风飘扬”的那样。
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大致的原理就是这样,当然想要真正在月球上让旗帜“飘扬”起来,并不是说有这样的原理就可以实现了,还有很多技术需要攻克的。
比如说,月球的环境极为恶劣,在太阳光照射的情况下温度高达120℃,在晚上没有太阳光照射的情况下温度会下降到-180℃,这样的温差高达300℃,这对旗帜的材质、结构设计各方面都有极高的要求。
为了让旗帜在月球上能正常展开并且“迎风飘扬”,科研人员对小学生提出的这一个方案进行了改进,采用了先进的材料、设计,最大程度还原地球上国旗随风起伏的姿态。
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