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东方红一号:开启中国航天时代
转载自《科学新闻》 (科学新闻20189月刊 硕果) 

作者:周彧 

 

 

  48年前,“东方红,太阳升……”的歌声通过“东方红一号”卫星由太空传回地球,响彻寰宇。 

    

  1970424日,我国成功地发射了第一颗人造地球卫星。卫星运行轨道,距地球最近点439公里,最远点2384公里,轨道平面和地球赤道平面夹角68.5°。绕地球一周114分钟。卫星重173公斤……”新华社在卫星发射成功后向全世界播发的这篇电文,正式宣告中国进入了航天时代。 

    

  临危受命的“581 

    

  1957104日,在距离莫斯科2000公里之遥的哈萨克丘拉坦荒漠上,苏联拜科努尔秘密基地发射场上空升起了人类历史上第一颗人造地球卫星。 

    

  紧随其后,美国于1958131日将“探险者一号”卫星送上太空。在人类开启探索浩瀚太空的征程之时,全球争夺的焦点也由陆地转向了天空。 

    

  中国政府对此非常重视。彼时,中央分管科学技术的聂荣臻副总理向时任中国科学院(简称中科院)副院长张劲夫交代,要中科院密切注意有关情况。1958年初,竺可桢、钱学森、赵九章联名向中央上书,建议开展中国的人造卫星研究。 

    

  根据中苏协定,从195710月起,中科院先后在广州、南京、拉萨等地建立了26个人造卫星观测站,其中22个站与苏联直接交换数据,并在上海天文台建立了中国的世界时系统。 

    

  1958517日,毛泽东主席在党的八大二次会议上郑重宣布:“苏联和美国把人造卫星抛上了天,我们也要搞人造卫星”。 

    

  6月,在张劲夫等的组织下,中科院把研制人造卫星作为“三大抓”的第一项重点任务。为实现规划任务,中科院决定成立581组,组长钱学森,副组长赵九章、卫一清。同时,中央政治局还拨专款支持中科院研制卫星,代号“581”任务。 

    

  此后,581组不分昼夜,奋力拼搏,抓紧一切时间进行科研攻关。当年10月,581组从中科院地球物理研究所及中科院内外抽调人员,在西苑操场甲1号集结(即国家空间科学中心的前身),组建了8个研究组,通过集结各方力量,形成了比较完整的卫星总体、火箭探测总体和空间探测分系统研究实体,正式踏上了人造卫星研制的艰难之路。 

    

  与此同时,中科院还在北京怀柔建立基地,用于力学所和化学所高能推进剂组合试验和小型发动机试车;与上海市合作成立上海机电设计院,负责气象火箭、探空火箭设计和试验。 

    

  当时中国的政治形势特殊,国内科技资源有限,随即积极争取外援。195810月,赵九章受中科院院党组委托,率团访问苏联,考察卫星工作。通过这次考察,科学家们深刻感受到,当时条件下的中国并不具备发射人造卫星的条件,应该根据我国的实际情况,先从火箭探空搞起。这恰恰与当时中央关于卫星工作的指示精神不谋而合。 

    

  “大腿变小腿,火箭变探空” 

    

  1959年开始,中国进入三年经济困难时期。当时,中央对人造卫星研制工作提出了新的要求,即“卫星还要搞,但是要推后一点”。 

    

  为此,中科院从当年3月调整空间技术计划,提出“大腿变小腿,火箭变探空”的工作方针,同时调整机构,停止研制大型运载火箭和人造卫星,把工作重点转到研制探空火箭上。 

    

  之所以作如此调整,中科院有着自己的打算,那就是先从研制探空火箭开路,再到开展高空探测活动;与此同时,还要开展人造卫星有关单项技术研究和测量、试验设备的研制。这一切的基础准备工作都是为了发展中国航天器技术和地面测控技术。 

    

  尽管放缓了研制人造卫星的脚步,但是人造卫星的预研工作一直没有停下,空间科学探测所需的研究部门也都建立起来了。于是,在大家的通力协作下,设想中的宏伟蓝图正一步步变成现实。 

    

  195912月到19661月,赵九章领导中科院地球物理所二部参与开创了我国的火箭探空事业。通过与上海机电设计院配合,构成了我国第一个T7气象火箭探测系统,在安徽广德建成我国第一个探空火箭发射场,为卫星研制打下基础。 

    

  1960年卫星总体研究室成立,通过调研国际卫星情况,研究星上和地面相关技术,起到了卫星研制总体所的作用。 

    

  1963年底,我国第一个空间环境模拟实验室的建成,开创了我国卫星环境模拟试验事业,为卫星上天做好了充分准备。 

    

  与此同时,还组建了高空物理和空间技术的有关研究室,使火箭探空和卫星任务走上了稳定发展的道路。 

    

  651”上马 

    

  1964年,我国经济形势开始好转。 

    

  当年12月,全国人大三届一次会议召开期间,赵九章先生呈书周恩来总理,认为中国已具备研制人造卫星的条件。19651月,钱学森也写信给聂荣臻副总理,认为已有条件考虑卫星问题,建议早日制订卫星计划,列入国家任务。 

    

  56日,在周恩来总理主持召开的中央专门委员会第十二次会议上,做出了关于发展人造卫星研制工作的决定。由此,中国第一颗人造卫星的研制任务正式启动。 

    

  7月,中科院受国防科委委托向中央专委呈报《关于发展我国人造卫星工作的规划方案建议》。该建议就发射人造卫星的主要目的、10年奋斗和发展步骤、我国第一颗人造卫星可供选择的三个方案、卫星轨道选择和地面观测网的建立、重要建议和措施等问题做了论述。 

    

  同时,该建议还对卫星研制工作作了明确的任务分工:卫星工程总体及卫星总体由中科院负责;运载火箭由七机部八院负责(1967年改为由一院负责);地面观测、跟踪、遥控系统以四机部为主、中科院配合。 

    

  8月,该建议获批,卫星研制正式立项,原“581”任务改为“65l”任务。中科院决定成立三个组织:卫星工程任务领导小组,组长谷羽、副组长杨刚毅、赵九章;卫星总体设计组,组长赵九章,副组长郭永怀、王大珩;卫星工程任务办公室,主任陆绶观。 

    

  10月至11月,中科院受国防科委的委托,召开了我国第一颗人造卫星的方案论证会议(代号为“651”会议)。在长达42天的会议里,最终议定卫星要在重量、寿命、技术上比美苏先进,做到“上得去、抓得住、测得准、报得及时、听得到、看得见”,并努力做到一次成功。 

    

  在这一次的会议上,我国第一颗人造卫星有了属于自己名字——“东方红一号”。196712月,在国防科委召开我国第一颗人造地球卫星研制工作会议上,同意中科院建议将卫星正式命名为“东方红一号”。 

    

  决胜九天 

    

  卫星上天,是一个庞大而复杂的系统工程。既要研制所有装在卫星上面的仪器,要在地面上建一个平台,模拟高空真空环境,也要研究卫星上天以后仪器怎样运转,还要研究地面跟踪测轨问题。 

    

  为了将这些问题一一攻破,19661月中科院卫星设计院(“651”设计院)正式成立,赵九章兼任院长。“651”设计院由地球物理所二部、力学所等单位抽调骨干组成,前者是主要力量。 

    

  直至1968年,“651”设计院完成东方红一号的模样星、初样星(包括结构星、温控星、电性星等)研制,进行了联试,确定了地球物理所二部提出的以多普勒测速定轨系统为基础的卫星地面观测系统方案、研制试样星和正样星的技术规范等,地面系统建设也初具规模。 

    

  短短3年时间,从预研到初样,人造卫星的全部研制工作都是空间中心在赵九章的领导下牵头完成的,空间中心是第一颗人造卫星的摇篮。 

    

  值得一提的是,19662月至19681月,赵九章领导的应用地球物理所最有特色的工作是为东方红一号计算辐射带通量。钱学森曾形象地称之为“红色预报员”,这也成为了我国空间环境预报事业之源。 

    

  就在卫星研制进入攻坚阶段之时,“文化大革命”对研制工作产生了巨大的冲击,赵九章也未能幸免,最后服毒自杀。 

    

  为平定局势,保障研制任务继续开展,周恩来总理向毛主席建议批准对国防工业部门的科研院所实行军管。19682月,中科院东方红一号研制队伍5000多人、试验基地、科研设施、工厂,以及研制任务本身,全部移交国防科委新成立的第五研究院,首任院长钱学森向聂荣臻推荐年仅37岁的孙家栋担任卫星技术总负责人,继续完成正样星研制。 

    

  在当时那个特殊年代,孙家栋忍辱负重,勇挑重担,带领团队继续砥砺前行,攻坚克难。1970130日,供预期飞行试验用的两级火箭发射成功,表明我国已具备发射卫星的能力。 

    

  在先后完成空间模拟实验和地面测控跟踪系统之后,装载卫星和火箭的专列于当年41日秘密抵达位于酒泉的卫星发射基地。 

    

  经过严密近乎苛刻的检查之后,417日,“长征一号”运载火箭和东方红一号卫星顺利进入2号发射阵地。18日,火箭与卫星开始垂直测试;19日,各分系统测试,一切准备就绪。 

    

  19704242135分,带着全中国人民的期盼,东方红一号卫星一飞冲天。随着“星箭分离”“卫星入轨”消息的相继发布,《东方红》的乐曲从太空传到了世界各地,中国成为世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。 

    

  1978年多普勒测速定轨系统获全国科学大会奖。1985年返回型卫星和东方红一号卫星获首届国家科技进步特等奖。 

    

  东方红一号卫星的主要任务是进行卫星技术试验、探测电离层和大气层密度。由于电池寿命有限,卫星运行28天后(设计寿命为20天),电池耗尽。在此期间,卫星把遥测参数和各种太空探测资料传回地面。1970514日,东方红一号卫星停止发射信号,《东方红》乐曲停止播放,卫星结束了其工作寿命。 

    

  不过,卫星的轨道寿命并没有结束,至今东方红一号卫星仍在太空运行。 

    

  回溯这段不平凡的历史,东方红一号卫星的发射成功正是中科院与全国各相关单位部门大力协同的成果。彼时,中科院70多个所、厂,全院三分之二的科技力量都投入到东方红一号卫星的研制和组织。 

    

  从元件、材料、工艺到星体的设计研制、装配;从测轨、定轨的原理、方法到地面站系统的布局、轨道倾角的选择;从发射卫星的各种条件保障工作到卫星系列规划的制定和返回式卫星的预研,包括回收方案、姿控方案、照像机、胶片等的研制,都为中国卫星事业的开创及航天技术打下了坚实的基础。 

    

    六十年来,“热爱祖国、无私奉献,自力更生、艰苦奋斗,大力协同、勇于登攀”的“两弹一星”精神,激励着空间科学人向梦想前进,从“东方红一号”实现中国卫星零的突破,到如今的“群星灿烂”。面向未来,空间科学人将用忠诚与智慧继续树起人类探索太空的新丰碑。