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[韩剧] 东方红一号卫星 东方红一号的秘密:中国首颗人造卫星发...

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发表于 2019-6-18 11:13:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
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49年前,“东方红太阳升……”的乐曲由东方红一号卫星传遍世界。自1970年4月24日成功发射,中国的第一颗人造卫星在太空向地球连续播放了28天《东方红》


直到今天,东方红一号仍按照最初设定的轨道,围绕地球飞行着。据估计它至少还将继续运行数百年。


东方红一号卫星,不仅是一颗人造卫星,更凝聚着厚重的民族精神,承载着一个国家的荣誉。从东方红一号开始,中国打开了太空之门。4月24日,成了“中国航天日”


从1958年中国科学家第一次倡议开展人造卫星的研究工作,到东方红一号卫星成功发射上天,中国第一颗人造卫星的飞天之路,走了整整12年。


一颗小小的卫星背后是一个庞大的群体,他们曾为了中国的“航天梦”执着努力,付出血汗,甚至生命。


辉煌背后的那些奋斗,历史永远不会忘记。


“我们也要搞人造卫星”


1957年10月4日夜晚,苏联发射了世界上第一颗人造卫星斯普特尼克一号,世界为之震惊。人类的“太空时代”正式开启。


作为人类第一颗人造地球卫星,斯普特尼克一号的构造并不复杂,它的用途就是通过向地球发出信号来提示太空中的气压和温度变化。斯普特尼克一号升空后发射了3个星期的信号,在轨道中度过3个多月,围绕地球转了1400多圈,最后坠入大气层消失。


就在斯普特尼克一号升空后不久,毛泽东赴莫斯科参加世界共产党首脑会议,一下飞机,他便发表了热情洋溢的讲话“苏联第一颗人造卫星上天,是一项伟大的成就,它标志着人类进一步征服大自然的新纪元的开始。”


聂荣臻元帅的女儿聂力当时正在苏联留学,在《山高水长——回忆父亲聂荣臻》一书中,聂力回忆斯普特尼克一号的发射带来的震撼。


东方红一号卫星 东方红一号的秘密:中国首颗人造卫星发...-1.jpg


工作人员对卫星进行调试。

她写道:“当时,大家纷纷议论,什么时候我们中国也有自己的人造卫星。但我们深知,这太难了,对于中国来说,还是很遥远的事情。”


事实上,当时大部分中国人还不知道卫星到底是什么。


在苏联人造卫星发射成功一年多之前,1956年底聂荣臻元帅担任了分管自然科学和国防工业、国防科研工作的国务院副总理。他后来撰文写道:“当我们还在医治战争创伤的时候,世界上一些主要的大国已经实现了现代化,进入了所谓‘原子时代’和‘喷气时代’。更重要的是,我们已经有了抗美援朝战争的感受,技术装备落后,使我们吃了许多亏。”


当时的中国,与世界科技发达国家的差距显而易见,聂荣臻元帅对技术装备的落后更是有着刻骨铭心的体会。就任国务院副总理伊始,他的眼光就瞄向了国防科技的最前沿。他向国务院和中央军委建议,在航空委员会下面设立导弹管理局,建立导弹研究院,即国防部第五研究院,简称五院。五院第一任院长,就是大名鼎鼎的钱学森。


不过,那时候的五院研究的是以导弹为代表的尖端武器,这也是当时全国科研工作的重心。卫星和发射卫星的运载火箭,并没有纳入科研进程。


不过,在火箭发展历程中,导弹和运载火箭,本就是一奶同胞。把中国第一颗人造卫星送入太空的运载火箭,基础正是来源于导弹。火箭名“长征”,导弹号“东风”,如今又各自衍生出了更为先进的庞大家族。


《中国两弹一星实录》作者彭继超告诉记者:“发射卫星,最重要的事情之一是发射能力,要有能够运载卫星的火箭,所以火箭技术至关重要。”


早在1928年,苏联就建立了“列宁格勒空气动力实验室”,这个实验室就是专门研究火箭的机构。


二战中,1942年,德国人冯·布劳恩设计出了最具现代火箭雏形的V-2火箭,其用途是从德国发射V-2火箭,飞越英吉利海峡轰炸英国。1957年苏联发射卫星的运载火箭,和美国紧随其后于1958年2月1日发射卫星的运载火箭,都和V-2火箭有着分不开的关系。一个广为流传的说法是,二战结束后,美国网罗走了包括冯·布劳恩在内的德国火箭设计专家,而苏联得到了V-2火箭的全部设计图纸。


随着苏、美两个超级大国相继成功发射卫星,人造卫星技术成为了上世纪中期大国之间科技发展水平的角力工具。中国开始关注起具有重要政治意义的人造卫星。


1958年5月,在中共八大二次会议上,卫星成为了议论的热点。


5月17日,毛泽东在中共八大二次会议上的讲话中说:“我们也要搞一点人造卫星。”而后,他还幽默地说,我们要抛就抛大的,要干就干一两万公斤的,也许要从较小的抛起,但像美国那只有鸡蛋大的,我们不抛。


美国的第一颗人造卫星名为“探险者一号”,重量为8.22公斤,并非真的“只有鸡蛋大”。不过,这个重量只有苏联斯普特尼克一号的十分之一。而中国的第一颗人造卫星,比斯普特尼克一号还要重一倍。


几个月后,1958年8月20日,在聂荣臻签署的《关于12年科学规划执行情况的检查报告》中这样阐述:“发射人造地球卫星,将使尖端科学技术加速前进;开辟新的科学研究工作的领域,为导弹技术动员后备力量。同时,大型的卫星上天是洲际弹道导弹成功的公开标志,是国家科学技术水平的集中表现,是科学技术研究工作向高层空间发展不可少的工具。”


东方红一号卫星 东方红一号的秘密:中国首颗人造卫星发...-2.jpg


聂力在《山高水长》中写道:“这是第一次在上报中央的正式文件中出现卫星的事。”


人造卫星,被列为中国科学院1958年第一位的任务,代号“581工程”。任务的分工是:火箭以国防部五院为主,探空头和卫星及观测工作以科学院为主,相互配合。


581工程最初制定的时间表,计划是在1959年国庆10周年发射第一颗人造地球卫星,但时间已不足一年,后来改为在1960年发射。


11月,中央政治局研究决定,拨2亿人民币专款用于研制人造卫星。这在当时可不是个小数字,要知道,1958年中国GDP只有1300多亿元,即卫星研发投入在一年的GDP占比中为1/650,在一年的财政收入中占比会更高。


在那个充满激情的年代,大家的目标是:苦战三年,让中国第一颗人造卫星上天。


“放卫星”


1958年10月16日,一个神秘的中国代表团落地莫斯科。


这支“中国科学院高空大气物理访苏代表团”只有五位团员:赵九章、杨嘉墀、卫一清、钱骥和翻译杨树智,其中,赵九章是代表团的团长。


生于浙江吴兴县的赵九章曾留学德国,归国后他在中国气象学、固体地球物理学和空间科学等方面,都做出了重大贡献。


苏联卫星一上天,赵九章便向中国科学院提出了研制中国人造地球卫星的计划。这一次赵九章带队访苏名义上是“高空大气物理”,实际上一行人赴莫斯科只有一个目的——向苏联“老大哥”学习怎样放卫星。


毛泽东提出“我们也要搞一点人造卫星”的时候,中苏关系正处在“蜜月”之中。


1957年10月15日,中苏双方签订了著名的《国防新技术协定》,协定中,苏联答应在原子能工业、航空新技术、导弹和核试验基地建设等诸多方面对中国进行援助。中国要发射卫星,按照“国防新技术”协定的精神,苏联理应“帮一把手”


道理虽是如此,但是人造卫星毕竟是当时最顶级的航天科技,“人类第一颗人造卫星”更是苏联的国家荣耀,怎么可能轻易示人。


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  东方红一号卫星。

在苏联期间,赵九章他们参观了一些科研单位,看到一些高空探测仪器及科技展览馆展出的卫星模型,但是并没有机会接触到真正的核心技术。


代表团回国后,大家经过总结得出了两点感受:一、中国的空间技术要由小到大、由低级向高级发展;二、中国发射人造卫星,一定要走自力更生的道路。


不过,一系列模仿苏联的研究机构开始迅速筹建。


时任中国科学院党组书记、副院长的张劲夫后来撰文回忆,当时,中国科学院开始筹建三个设计院:卫星和运载火箭总体设计院、控制系统设计院、卫星有效载荷设计院。可惜的是,这三个设计院并没有如期建立起来。究其原因,不能不叹息中国人造卫星的起步有些生不逢时——“大跃进”开始了。


1958年的中国,上上下下都被卷进“大跃进”的狂潮。“放卫星”成了一个创造“奇迹”的代名词,只是,各地、各单位放出的“卫星”,多是严重夸大、不切实际的所谓“成果”,比如粮食的产量。某地“放卫星”,小麦亩产万斤,很快就被另一地刷新到亩产十万斤、二十万斤……浮夸风蔓延,很快造成了严重的经济困难。


就在各地争相“放卫星”的时候,真正的人造卫星研究工作却举步维艰。


困难,还来自于中苏关系的破裂。


后来成为神舟号飞船总设计师的戚发轫,那时还是个二十多岁的年轻人。


1957年大学毕业以后,戚发轫被分配到成立不久的国防部第五研究院工作,参与了中国第一枚仿制导弹“东风一号”的研制工作。1958年,他接到通知准备赴苏联学习导弹的相关知识,几个月后,这个计划突然搁浅了。


戚发轫后来回忆,当时,由于中苏关系有了一些裂痕,苏联突然通知说,不接受现役军人到这些院校来学习导弹。门虽然封死了,但是领导认为还是应该抓住机会,就要求他们脱军装到高教部,再通过高教部到莫斯科航空学院去学导弹知识。


于是,戚发轫又脱了军装准备赴苏学习。不久,他却再一次接到通知:别人可以去,但戚发轫不能去。戚发轫后来想明白了,他属于总体设计部,而总体设计部掌握导弹全局情况,苏联并不希望给中国培养这样的人。


没能去苏联留学的戚发轫,还是成了中国航天科技的顶尖专家。他先是参与了中国首枚自行设计的导弹东风二号的研制。成功后,戚发轫又参与了中国长征一号运载火箭的结构和总体设计。在这之后,戚发轫从火箭研制转向卫星研制,并成为中国自行研制的第一颗卫星的技术负责人之一——戚发轫的履历,几乎是中国航天技术进步的一个缩影。


中苏关系破裂后,《中苏新技术协定》成为一文废纸,苏联将所有在华专家全部撤回,连带着所有的实验仪器和数据。刚刚起步的中国人造卫星研究,彻底失去了可能的援助。幸好,这条路起步之时,中国已经确定了自力更生的方向。没有“外援”,也许这条路会走得艰难一些,但中国会坚定地走出一条自己的路。


而人造卫星遭遇的真正打击,来自席卷全国的三年自然灾害。饥饿压倒了一切,包括人们对“放卫星”的热情。


张劲夫回忆,时任副总理的陈云和中央书记处总书记的邓小平分别对他说,卫星还要搞,但是要推后一点,因为国家经济困难。


1959年1月21日,张劲夫在中国科学院党组会上正式传达了邓小平的指示:卫星明年不放,与国力不相称。


的确,中国的第一颗人造卫星在1960年发射升空的计划在当时并没有实现的条件。“大跃进”“卫星”放了不知多少,徒耗国力,真正的人造卫星却被耽搁了下来。


探空火箭


1958年11月的一天,上海交大工程力学系副主任王希季刚上完课,突然接到通知,说上海市委有关领导要找他谈话。王希季心里嘀咕:“我一个高校普通教师,市委领导为什么要找我谈话?”


领导简单寒暄后直奔主题:“组织决定调你到‘上海机电设计院’工作,这是一个保密单位,调你去担任技术负责人,现在征求一下你的意见。”


王希季后来撰文回忆,到上海机电设计院报到前,他根本不知道要去做什么事。领导的谈话,只告诉他是一项开创性的、十分艰巨又要严格保密的工作,既不能对家人说,更不能对外介绍。虽然不知道具体工作内容,但王希季已经很明确这项工作的重要意义。他毫不犹豫地答应下来。


王希季是云南人,1942年毕业于西南联大,1948年赴美留学,获弗吉尼亚大学硕士学位,1950年乘坐“克利夫兰总统号”,与华罗庚等一批爱国科学家同船归国。他本有机会继续攻读博士学位,或者拿着高薪留在美国,但是凭着一腔爱国热血,凭着工业强国的梦想,王希季回来了。


王希季要调去的上海机电设计院,只是一个对外公开的名称,实际上这就是中科院卫星和运载火箭总体设计院。


为了研制人造卫星,中科院原本要筹建卫星和运载火箭总体设计院、控制系统设计院、卫星有效载荷设计院。但受制于经济和科技水平,三个设计院并没有按计划建成。只有卫星和运载火箭总体设计院,借助上海较强的工业基础和科技力量,在上海建了起来,对外称为上海机电设计院。


王希季在美国攻读的是动力和燃料专业,并没接触运载火箭方面的专业知识,由他出任火箭总体设计的技术负责人,实际是转了行。


中国火箭事业的开创者之一杨南生,担任上海机电设计院副院长。他是王希季在西南联大时低一级的“师弟”,留英归来,所学也非火箭,而是材料力学。两人都不到40岁,在科研工作者中很年轻,却被同事们当成“老先生”。没办法,在当时的上海机电设计院,他们的确是“老先生”了。初建时期的上海机电设计院,从各大学调进了几百名在读的学生,技术人员的平均年龄只有21岁左右。


年轻的技术员们跟着年轻的王希季和杨南生,边学边干;王希季和杨南生对火箭技术也所知不多,边学边教边干,从上到下“摸着石头过河”


年轻人自有“初生牛犊不怕虎”的精神头。王希季回忆,他们设计的第一种运载火箭,就采用了以往没人用过的高能推进剂。方案设计完成,有些火箭部件已经下厂试制,却遭遇了不可克服的困难,第一种火箭方案只能停留在设计状态。


航天科技水平,是一个国家综合国力的体现,涉及方方面面。就拿火箭来说,直接相关的至少有科技水平、经济实力、工业制造能力三大方面。即便年轻的上海机电设计院科技人员们有干劲、有水平,也未必能把他们的图纸变成火箭。


从王希季的回忆录中,可以看到不少令人唏嘘的细节。


比如,某型火箭的推进剂供应系统试验装备,因为没钱建试验场,技术人员用厕所隔出来了一个小天井,面积不到5平方米。技术人员就在这个狭小又满是异味的空间里进行液流试验。


再比如某型火箭的发动机试车,建不起正规的试车台,技术人员找到了上海郊区一个废弃的侵华日军碉堡,王希季领人当起了泥瓦匠,砌成了“土试车台”


……


国家底子薄,经费上捉襟见肘,这些还可以靠科技人员们艰苦奋斗、因陋就简加以克服,但工业制造能力的掣肘就非一朝一夕能够解决了。比如某型火箭设计,因为一个名为“柔性低温管”的部件没能生产出来,这枚当时已经很先进的火箭总装后,只能作为一个漂亮的展览品。


以现在的中国,再看这样的细节,在赞叹中国航天事业开创者们自力更生、艰苦奋斗的精神之外,也让人更明了,为何航天工程被称为“大国工程”


到了1959年,发射卫星的计划被暂时搁置后,中国科学院院党组立刻召开会议,提出了“大腿变小腿,卫星变探空”的工作方针。同时,决定调整机构、停止研制大型运载火箭和人造卫星,把工作重点转向研制探空火箭。


一直以运载火箭为目标的上海机电设计院,听闻这样的决定难免有些波动。钱学森给上海机电设计院党委书记艾丁写了一封长信,其中说道:“搞小型、比较简单的火箭,在国民经济、在国防建设、在科学研究上,还是很有意义的……上海机电设计院通过一年的实践,由于各方面的努力,也取得不少经验和一连串的成果,从而锻炼了队伍;从无到有地初步形成了一支火箭设计和试制的技术力量……我们建议把上海机电设计院作为试制小型火箭的单位,火箭推力限制在3吨以下,使用一般的推进剂,并且不装复杂的控制系统,这样现有的人力可以基本上胜任。”


探空火箭,大约相当于简配版的运载火箭。中科院“卫星变探空”的方针改变,实际上是变相地保持火箭研究不断挡。


上海机电设计院很快拿出了相应的探空火箭研究计划:“T-7”型气象火箭。它的发射高度在60公里到80公里。


作为“T-7”的模型火箭,上海机电设计院首先研制了一枚一半大小的“T-7M”


1960年2月19日,“T-7M”火箭发射成功,这是中国第一枚自主设计研制的液体推进剂探空火箭。


4个月后,上海举办新技术展览会,“T-7M”火箭模型陈列进了尖端技术展览室。毛泽东主席到会参观,一进大厅就径自向它走去。他在询问了研制情况后,拿起产品说明书翻了一下,指着火箭问:“这个家伙能飞多高?”


“8公里。”讲解员回答。


毛泽东轻轻地哦了一声,随即挥了挥手里的产品说明书说:“了不起呀,8公里也了不起我们就要这样,8公里、20公里、200公里地搞下去!搞他个翻天覆地!”


在这之后,“T-7”于当年9月13日发射成功,发射高度60到80公里。此后,“T-7”装载着中科院581组研制的气象和探空仪器,共发射了11发,成为了我国第一个探空火箭型号。


“T-7”的改进型号“T-7A”又把发射高度提高到100公里到130公里,火箭的有效载荷也有所增加。“T-7A”生物火箭装载着中科院生物物理研究所实验用的大白鼠、小狗和一些生物试管发射上天,是我国首批进行的高空生物和医学的科学实验。


另一边,专注于导弹研究的国防部五院取得了更惊世的成果。1964年,中国第一枚弹道导弹发射成功、第一颗原子弹先后炸响,震惊世界也极大地振奋了人心,增加了中国领导人发展尖端技术的信心。


终于,沉没了许久的人造卫星“飞天计划”,又被重新提上了日程。


“651”任务


1964年10月,人造卫星倡导者之一的赵九章赴西北基地参观导弹发射试验。东风2号弹道导弹的发射成功,让赵九章确信,运载火箭的条件已可把卫星工程提上日程了。12月全国人大会议期间,他写了一封信给周恩来,建议国家尽快制订卫星发射计划。


英雄所见略同,科学家也如是。在赵九章上书周恩来提建议的10天后,即1965年1月8日,钱学森向国防科委提交了一份题为《建议早日制订我国人造卫星的研究计划,并列入国家任务》的报告。


同年7月,中科院向中央上报“关于发展我国人造卫星工作的规划方案建议”,经中央批准,我国人造卫星工作由此正式上马,争取在1970年左右发射,代号“651任务”


分工也得到明确:由中国科学院搞卫星本体和地面跟踪测量系统,中国科学院设立一个卫星设计院;七机部搞运载火箭;国防科委酒泉导弹试验基地搞地面发射设备。


10月20日至11月30日,中国科学院受国防科委的委托,调集了全国的科学精英,在北京召开了中国第一颗地球卫星总体方案论证会。方案内容庞杂,要讨论的问题实在太多,以致这次会议开了长达42天。正是在这次会议上,中国第一颗地球卫星被命名为东方红一号,并确定在卫星上播放《东方红》乐曲。


这个会议开过后,中央立即组建了“651”设计院和“701”工程处。前者负责卫星本体的设计研制和总体协调;后者负责地面跟踪台站的总体设计和筹建。卫星本体、各分系统、地面台站选点等工作全面铺开,另外,在全国各地安排落实了近200个预研和试制项目,大到分系统、小到元部件,东方红一号卫星的工程研制工作全面开始。


正当卫星研制顺利进行的时候,1966年,“文化大革命”爆发,东方红一号的倡导者、“651”卫星设计院院长赵九章被打倒。1968年10月,他不堪受辱服药自尽。


为确保卫星研发的顺利进行,中央决定对中科院实行军管,几近停滞的卫星研制有了保障,中央很快抽调力量组建新的机构集中搞人造卫星。


中科院所属的“651”卫星设计院、自动化研究所、力学所、北京科学仪器厂等十余家科研单位以及当时的七机部部分骨干一起组建中国空间技术研究院,钱学森任院长。


周恩来多次听取卫星和火箭工作进展情况和存在问题的汇报,亲自排除“文化大革命”给科研工作带来的种种干扰。他在中央专委会议上定调:“‘651’总抓,由国防科委负责,钱学森参加”“由钱学森负责卫星、运载火箭和地面系统三个方面总的技术协调和组织实施工作”。他对钱学森说,你是技术总管,任务就交给你了


此时的钱学森面临一边是导弹,一边是卫星,还有一边是运载火箭的局面。在思考东方红一号卫星时,钱学森首先考虑的是要建立卫星总体设计部,加速卫星工程的实施。


谁能担任卫星总体设计部的领导呢?钱学森挑选了年仅38岁的导弹总体设计部副主任孙家栋。


孙家栋年少时曾经想成为土木建筑师,后来一个偶然的机会,他加入了中国空军,留学苏联整整8年,在茹科夫斯基空军工程学院学习飞机制造专业,回国后却一天飞机制造都没干,被“点将”到五院搞导弹研究。而正当他打算终身致力于中国导弹事业时,却又和卫星结了缘。


事实上,在五院搞导弹的时候,钱学森就与孙家栋有不少接触,也许是这个年轻人的优秀给他留下了深刻的印象,所以在中国的卫星计划再次“上马”的时候,他决定让这个优秀的年轻人试一试。


正值“文革”混乱时期,派系斗争闹得十分激烈,如何迅速建立起一支卫星总体设计队伍,是摆在孙家栋面前一个十分棘手的问题。


孙家栋后来回忆,当时,他把心一横,不再顾虑任何派系,一门心思从搞卫星的需要出发来选人。


经过短短几天紧张的考察、挑选,从不同专业角度和技术特长出发,他最终选定了18个人,这便是中国卫星发射史上有名的“航天卫星十八勇士”


他们是:戚发轫、沈振金、韦德森、张福田、彭成荣、尹昌隆、朱福荣、孔祥才、王壮、杨长庚、王大礼、张荣远、刘泽光、郑忠琪、林殷定、鲁力、王一方、洪玉林。


此时,戚发轫只有37岁,其他人也都年龄不大,这是一支非常年轻的队伍。


十二字方针


1967年12月,国防科委组织召开东方红一号卫星方案论证协调会。这次会议决定了卫星的总体技术方案,这个方案被通俗地概括为:“上得去、抓得住、听得见、看得见。”


十二个字看起来简单,实践起来难度却非常之大。


“上得去”,指的是可靠的运载火箭,把卫星安全地送上去。


1965年10月,上海机电设计院从上海搬迁到北京,成为七机部第八设计院,开始了我国第一个运载火箭“长征一号”的总体方案论证。王希季作为上海机电设计院的总工程师,承担了研制我国第一颗卫星运载火箭的重任。


王希季回忆,大家当时有一个共识:发射卫星与发射导弹所需要的火箭加速器是一回事。鉴于当时弹道导弹已经研制成功,中央就决定将现有的东风系列导弹改装成卫星运载火箭。


但是,经过研究和论证,东风系列导弹并不能直接改装成运载火箭。于是,他们提出了另外一个方案:以中程液体推进器导弹为第一级和第二级,再研制一个固体推进剂火箭作为第三级的运载火箭。


简单地说,就是把探空火箭技术和导弹技术相结合,来研制“长征一号”运载火箭。


王希季后来回忆,为了验证火箭高空点火的可靠性,科学家用“T-7A”加上一级固体火箭,组成了一个新的技术实验火箭。这枚技术试验火箭的发射和试验成功,解决了“长征一号”的一个关键技术性问题,科学家们攻克了卫星运载火箭关键技术难关。最终,东风导弹加了一个固体燃料推进的第三级火箭,组成了“长征一号”运载火箭。


“抓得住”,指的是卫星测控技术。


1966年3月,中央批准由中国科学院负责卫星地面观测系统,同年,中国科学院为此成立了人造卫星地面观测系统管理局,代号“701工程处”


然而,“文化大革命”一开始,“701工程处”就处于瘫痪状态了。此时,周恩来作出了一个重要指示:国防科委派工作组进驻中国科学院。


《山高水长》一书中回忆,当时,为了让卫星测控工作不受“文化大革命”的影响,聂荣臻和钱学森力主将卫星的地面观测台、站的建设工作从“701工程处”移交给东风基地。


东风基地就是今天的酒泉卫星发射中心。这里远离政治风波,相对安定。


于是,东风基地的副参谋长乔平率领勘查组,在全国进行了大规模勘查,确定了各卫星地面观测站的站址。同时,因为陕西渭南的地理环境气候条件,对卫星的测控特别合适,1967年6月23日,国家在渭南组建了卫星地面测量部,这里是卫星运行的“大脑”。也是西安卫星测控中心的前身。


“看得见”,是要求在地面上能够肉眼观测到东方红一号。这几乎是个“不可能完成的任务”


东方红一号卫星是一个球形七十二面体,直径有一米。当它在轨运行的时候,球体表面反光,再加上自身的转动,会产生一闪一闪的效果,就像天上的星星一样。


问题在于,东方红一号运行轨道距离地球最近点也有439公里之遥。科技工作者经过测算,即便是天气、光线最理想的状态,东方红一号反光的亮度也只相当于七等星,而人眼最多只能看到六等星。


一筹莫展之际,一把折叠伞让研发人员灵光一闪。他们根据折叠雨伞的原理,在末级火箭上加装一个特殊材料制成的“观测裙”,俗称“围裙”


在卫星发射阶段,“围裙”呈折叠包裹状态,固定在末级火箭下部。卫星入轨之后,末级火箭与卫星分离,火箭的“围裙”随之撑开,有十几平方米大。有了想法,找到理想的材料却花了将近一年。这种材料又轻又薄,在-269℃的环境下,仍能保持柔软的性能。


试验那天,操作者启动电钮,顷刻,4根弹射杆同时弹出,将绕成环状的“围裙”拉出,在旋转产生的离心力的作用下,“围裙”倏地膨胀开来,形成一个类似宫灯形状、闪闪发光的“大球”。它是一个直径4米、具有良好光学反射特性的球状体,可大面积反射太阳光,从而达到二三等星的亮度。观测裙的研制终于成功了


最后一个问题是“听得见”


按照东方红一号的原定方案,它应该是枚科学探测卫星,除了要播放《东方红》,还要装姿态控制系统和多项科学探测仪器。但是在研制过程中,技术人员发现这些系统和仪器非常复杂,难以协调。


于是有了另一种方案,把东方红一号搞成工程卫星,也就是只装《东方红》乐音装备,不装探测仪器。只要卫星上天,能放音乐,就说明中国掌握了火箭、卫星、测控、靶场、地面环境等一整套卫星工程技术,工程考核成功。这样,以后再上科学探测仪器也就不难了。


在孙家栋的领导下,科研人员对东方红一号原方案做了大胆的简化。钱学森亲自做工作,耐心地说服一些老专家,请他们支持简化方案,并向他们解释,不是废除原方案,而是把原方案分为两步走,先用最短的时间实现卫星上天,再在此基础上发射科学探测卫星。


简化后的总体方案,还需报请上级批准。但是,“文革”动乱,聂荣臻被扣上了“二月逆流”反攻倒算的帽子,靠边站了,孙家栋便径直跑到国防科委,拍响了刘华清副主任的门。


刘华清在回忆录中写道:我不懂卫星,也不管这项工作……研究院总体部主任孙家栋拿着方案找到我,话说得很直率,“你懂也得管,不懂也得管。你们定了,拍个板,我们就可以往前走”。听了他们的汇报,问了有关情况,我心想,这事不能拖,总得有人承担这个责任,便对他说,技术上你负责,其他问题我负责,我拍板。后来我把卫星方案修改和简化情况报告了聂帅,聂帅也批准了,卫星计划才得以进行下去。回想起来,当时这么干,除了有一种强烈的责任感外,也有一点傻大胆的味道。


看到孙家栋的冲劲儿,钱学森满意地对别人说:“看来,把孙家栋找来还是对的,他的确敢干事,会干事。”


不过,即便是简化为工程卫星方案,东方红一号也一度被要求设计得更胖更重。它播发的《东方红》乐音,要求能被普通收音机直接接收,这就需要在卫星上安装大功率发射机。以当时的设备和技术,东方红一号的重量将超过1吨这对于当时中国火箭的运载能力来说是不可行的,这一方案终被否决。


东方红一号最终选择一段40秒《东方红》的乐曲,用可靠性高、工作寿命长、消耗功率小、乐音悦耳嘹亮的电子音乐播放。实际上,当时的人们并没有直接听到东方红一号卫星发回来的声音,而是由东方红一号发射信号,由大型地面站接收,再通过中央人民广播电台转播的办法来实现。


一曲高歌从天落


1970年3月21日,东方红一号卫星完成了全部总装任务。5天后,周恩来批准火箭、卫星正式出厂。


4月1日,随着火车的一声鸣笛,东方红一号卫星如期抵达东风基地。


4月14日,卫星测试的各项工作已经基本就绪,周恩来要求再次听取发射场人员对火箭、卫星情况的汇报。


戚发轫、孙家栋都参加了那次汇报。孙家栋后来多次回忆了一个让他记忆犹新的镜头。


听汇报时,周恩来躬身趴在地毯上,双手扶着世界地图,对东方红一号将要飞经的每个外国城市一一查看。他一边看一边说:“你们要对我国第一颗人造卫星飞经各国首都的时间进行预报,因为到时候能让外国友人准时看到我国第一颗人造卫星发射的讯息,听到《东方红》乐曲,这对第三世界国家的人民是个极大的鼓励。”


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东方红一号卫星发射前夕

全中国,乃至全世界都在屏息等待着,西北戈壁上那具有历史意义的一响。


1970年4月24日下午3点50分,钱学森在酒泉卫星发射场接到了周恩来从北京打来的电话。


周恩来在电话中说,毛主席已经批准了这次发射,希望大家鼓足干劲,细致地工作,要一次成功,为祖国争光。


这个指示,立刻传达到了发射场的每一个角落。


在此之前,发射场的气象部门预报,4月24日傍晚有云,但到晚上9点左右,发射场区天气将符合发射条件,云高7000米以上,风速小于4~5米/秒。于是,我国第一颗人造卫星的发射时间定在了1970年4月24日晚上9时35分。


与此同时,与卫星发射有关的协作单位,紧张地进行着最后的收尾工作。


由于试验所使用的通讯线路全都是靠电线杆拉起来的明线,一旦被人破坏或被老百姓无意当中弄断,整个试验系统的通讯就会中断。为此,邮电部和总参通信部专门做了周密的安排,组织了庞大的通讯网络。


在祖国各地,沿线上万公里的路途上,无论白天还是黑夜,每一个电线杆下都站着一个民兵或是群众,他们将一直守卫每一根电线杆,直到任务完成。


晚上8时整,发射指挥员下达了发射前“一小时准备”的口令。此时,发射场上的云层还很低,大家多少有些焦虑不安。


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将近9时,云层突然消退,夜色变得清透起来。


随着发射警报从高音喇叭里一次次响起,发射场人员逐步撤离,最后一次急促的撤离警报拉响后,发射场坪上已经空无一人。


21时35分,当倒时计数器上出现“0”字时,地下控制室操作台前的操作员胡世祥按下了“点火”按钮。霎时,地动山摇。巨大的火箭喷吐着火舌在轰鸣声中冲向天际。许多年后,胡世祥成为解放军原总装备部的副部长,人称“发射将军”


火箭起飞后,发射场区各个光测设备立即抓住了它的影子,厂区内各个遥测站也相继收到了遥测信号。


21时48分,高音喇叭里传出测控系统报告:“星箭分离,卫星入轨”。同时,国家广播事业局报告,收到了我国第一颗卫星播送的《东方红》乐曲,声音清晰洪亮。


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东方红一号卫星检测后与三级固体火箭

东方红一号卫星发射成功了。


当晚,周恩来总理登上飞机飞往广州,参加由越南、越南南方、老挝、柬埔寨领导人召开的“三国四方会议”。第二天,他高兴地在会议上宣布:“为了庆祝这次会议的成功,我给你们带来了中国人民的一个礼物,这就是昨天中国成功地发射了第一颗人造地球卫星上天。中国人造地球卫星的上天,是中国人民的胜利,也是我们大家的胜利。”


4月25日,新华社受权向全世界播发了一条消息:1970年4月24日,我国成功发射了第一颗人造地球卫星。卫星运行轨道距离地球最近点439公里,最远点2384公里,轨道平面与地球赤道平面的夹角68.5度,绕地球一周114分钟。卫星重173公斤,用20.009兆赫的频率播送《东方红》乐曲。


卫星上天,举国欢腾。卫星飞过的时候,各地人们纷纷涌上街头在天幕中寻找“看得见”的东方红一号;打开收音机,收听来自高空的《东方红》乐声。


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中国是第五个成功发射人造卫星的国家,在中国之前,除了苏联和美国之外,1965年11月26日法国发射了“试验卫星一号”,1970年2月11日日本发射了“大隅号”卫星。


但是,东方红一号卫星的质量,比上述四个国家第一颗卫星的质量总和还要大,跟踪手段、信息传递方式等等都超过了上述四个国家第一颗卫星的水平。


东方红一号的工作寿命是20天,但它实际在太空中工作了28天。1970年5月14日,由于电池耗尽,卫星停止发射信号。但是直到今天,东方红一号卫星仍在它的轨道上,不知疲倦地围绕地球画着椭圆。每一个晴朗的夜空,都有机会看到它一闪一闪的身影。


东方红一号的发射意味着中国具备了进入太空的能力,标志着中国已经进入世界航天俱乐部。


2016年3月8日,经国务院批复同意,为了纪念中国航天事业成就,发扬中国航天精神,将东方红一号卫星的发射日4月24日定为“中国航天日”——


东方红一号是中国航天之路的起点,也是一个永远的历史丰碑。


(感谢彭继超先生对本文的帮助。本文主要参考书目有:《山高水长——回忆父亲聂荣臻》《第一颗人造卫星的秘密》《孙家栋传》等。)


(原题:东方天曲——中国首颗人造卫星发射记)


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流程编辑:刘杰璋


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