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东方红一号:闪耀世界的中国星
发布日期:2016年08月19日 字体:【】【】【


  ——中国首颗人造地球卫星研制发射记


  ●东方红一号任务目标:上得去、抓得住、听得着、看得见。


  ●周恩来询问卫星上天后《东方红》乐曲是否会变调?戚发轫用航天人一贯秉持的诚实态度回答:“凡是我们能想到的、地面能做的试验我们都做过了,没有问题。”


  ●今年恰逢我国航天事业创建60周年,党中央、国务院决定,从今年起,将每年的4月24日设立为“中国航天日”,这也是为了纪念东方红一号卫星发射成功。


  生产过东方红一号产品的厂房如今透露出历史的沧桑


  半个多世纪过去了,中国航天事业一直在不断攀登,这不仅使我国走入航天大国行列,而且提升了民族工业的技术水平。中国航天史上树起的一座座里程碑中,发射东方红一号卫星可以说是当之无愧的第一座。


  在很多人看来,那个年代的中国能够成为第五个独立研制和发射卫星的国家,简直就是奇迹。


  一场42天的会议


  在中国航天科技集团公司五院充满科技感和未来气息的展厅里,陈列着一颗特别的航天器——我国第一颗人造卫星东方红一号备份星。


  时光还要倒回上个世纪中叶。


  1958年5月17日,毛泽东在党的八大二次会议上提出中国也要搞人造卫星。到1964年,我国导弹和原子弹相继研制成功,从战略高度谋划,研制中国人自己的卫星被再次提上了日程。


  1965年的一天,之后被任命为东方红一号总体组副组长的潘厚任得知中央决定重启卫星研制时激动得“简直要跳了起来”。


  “终于可以为国家尽一份力了。”潘厚任说。


  不久,潘厚任接到通知,当年10月要召集一个东方红一号全国性的方案论证会议,“地点在北京的友谊宾馆”。


  那是潘厚任这一生中参加过的时间最长的一次会议,历时42天。而这42天,也成为东方红一号生命中最重要的时刻之一。


  东方红一号卫星科研人员集智攻关技术难题


  “会上对卫星的各种可能性进行了讨论,甚至是争论,并挑选出最新、最优的技术途径。”让潘厚任记忆尤新的是,当时全国最顶尖的科学家都从四面八方赶来。


  “一切从零开始。”


  “运载是怎么回事,究竟是什么轨道,什么倾角?”


  ……


  长达42天的激烈讨论之后,东方红一号的基本方案最终确定,简单来说用12个字就可以概括——“上得去、抓得住、听得着、看得见”。


  按照这次会议中提出的研制计划,我国第一颗人造卫星将于1970年发射。也就是说,留给科研人员的时间只有5年。对既没有研制队伍,也没有基础学科支撑的中国来说,研制卫星本身就像是一次冲破重力飞向太空的探险。


  “打个比方,就像你要吃馒头,馒头买不到,面粉也买不到,甚至连小麦也买不到。你要开荒种麦子从头来。”当时,重重的困难考验着中国的科学家们,潘厚任也在其中。


  经过那次会议,很多科学家在之后的几年时间里辗转反侧,寝食难安。


  然而,正当所有科研人员铆足了劲儿要全神贯注打一场飞向太空的攻坚战时,一场突来的变故打乱了所有的科研计划。


  1966年开始的“文革”扰乱了各个科研部门的研制秩序。原来负责东方红一号研制工作的赵九章、钱骥等科学家被迫离开科研一线。


  历尽艰辛待发射


  时间飞快地流逝着,谁也别想抓住它的尾巴。


  1968年,为了扭转混乱的科研局面,继续推进东方红一号的研制工作,中国空间技术研究院成立,院长由钱学森担任。


  东方红一号总体设计部也很快组建,负责卫星的顶层设计,并由七机部一院火箭总体部的小伙子孙家栋负责。


  之后,包括后来成为中国工程院院士的戚发轫在内的18位年轻科研工作者进入总体设计部,“掌印”东方红一号研制所需要的各个专业。


  万事俱备,只欠东风。如何开展工作?孙家栋不断地思考着。


  时间紧,任务重,负责总体设计的孙家栋决定第一步先精简计划。


  “当时一些科学探测项目被有意拿下来,放在我国第二颗人造卫星上,确保东方红一号能够准时上天,完成掌握航天技术的基本任务,同时把科研人员队伍培养起来。”孙家栋说。


  虽然研制计划被精简,但要“平地起高楼”难度还是相当大。


  工人们正在讨论卫星产品的加工方案


  在人类最早发射的几颗人造卫星中,温控一直是困扰研制者的一个难题。法国和日本虽然都早于中国发射人造卫星,但是由于温控技术不过关,卫星上天后不久就失灵了。


  东方红一号的远地点距离地表2000多公里,在太空中运行要经受超过200摄氏度温差的考验。


  当年东方红一号的温控工作由后来成为两院院士、中国航天科技集团公司五院技术顾问的闵桂荣负责。经过重重攻关,闵桂荣和同事们终于做出了零电耗的热控方案,利用跟踪系统、乐音系统的余热为热控系统提供能量。


  就是这样一个国际上的难题,在东方红一号身上却获得了圆满解决。这项技术在当时达到了世界先进水平。


  后来,东方红一号在太空中工作正常,没有因为温控问题造成设备失灵。


  脱离大气层的保护,外太空的环境可谓极端恶劣。这种特殊条件对卫星上所有设备都有很苛刻的性能要求。而当时中国整体工业水平比较落后。


  卫星在太空中要围绕绕地轨道飞行,这个轨道需要专家们事先通过精算得出。当时七机部二院的宋庆元承担了卫星轨道计算和运载火箭弹道计算的任务。她回忆说:“那时候的计算机还是电子管,靠语言手工编程,内存小,速度慢,还经常跳闸。一条弹道一次算不完,要分成四部分计算,中间结果存到磁带上,四五个小时才能算完。”那段日子,宋庆元每天加班到凌晨两三点,经常一天忙得只吃一顿饭。


  就这样,从图纸到零件,再到初样、试样、定型样机,东方红一号一步步走向成型。1970年3月21日,两颗东方红一号卫星总装完成,等待发射。


  听得见 不变调


  “东方红,太阳升,中国出了个毛泽东……”


  《东方红》是当年陕甘宁边区新民歌的代表作。这首最早在陕北传唱的歌曲以朴实的语言,唱出了人民群众对伟大领袖毛泽东及其领导的中国共产党的深情。


  1968年,为了“让全世界人民都听到中国第一颗卫星的声音”,中央确定东方红一号要播送《东方红》乐曲。


  研制者们后来这样回忆最初的设计构想:东方红一号乐曲的播送和卫星各种遥测工程参数的传送可以用同一个发射机交替发送。《东方红》全曲共16小节,播送一遍用时40秒。为了突出前8小节的那一段乐曲,在40秒内重复播放两遍前8小节。然后,间隔5秒,发送10秒钟的遥测信号;再间隔5秒,开始下一次循环。这样交替播放乐曲和发送遥测信号,满足了任务的要求。


  但是,从广袤的宇宙准确地传回这首乐曲谈何容易。因为不仅要保证卫星上天后乐音能够让人听得见,还要保证乐曲不能走音变调。


  研制者们发现,为实现用一个发射机交替传送《东方红》乐曲和遥测信号,唯一可行的方案是采用电子乐音。


  已经退休20年的中国航天科技集团公司502所职工王国鼎,对于乐曲的产生深谙其理:《东方红》乐曲前8节中,有6个不同的音,就要用6个不同的“键”,他们用了6个不同的高稳定度音源振荡器代替6个不同的“键”;同时,用程序控制线路产生的节拍来控制音源振荡器的发音和衰减,对音源振荡器的振荡,则用低频加以调频和调幅,并混以谐波产生和音,如此产生了类似铝板琴发出的《东方红》乐曲的声音。


  镶有毛主席像章的《东方红》乐音装置


  为了防止卫星上天和旋转时振动对乐音装置产生影响,当时负责这项工作的设计师刘承熙和同事们,采用了环氧树脂固封的方法。但是,偏偏在固封以后,令刘承熙日夜担心的问题出现了:《东方红》乐曲变调了!


  不知经过多少个紧张的日日夜夜,逐点逐级地对相关电路进行检查后,研制者们终于发现了问题的症结。在上海科学仪器厂的配合支持下,设计师们改变了工艺和流程,终于解决了乐音变调这一难题。


  最后,研制者们将乐音和遥测电路板一起装进一个盒子里,方才大功告成。


  “为了东方红一号发出的8个小节音乐,多少人付出血汗,但是我们痴心不悔。”刘承熙说。


  翘首长空扬眉吐气


  46年前,发射中国第一颗卫星的发射塔和勤务塔,像两座默默无言的纪念碑,如今依然耸立在戈壁深处的酒泉卫星发射中心。


  总重量173公斤,比之前发射卫星的四个国家首颗卫星总重量还要多29.8公斤的东方红一号就是从这里出发的。


  1970年4月1日,装载东方红一号卫星和长征一号运载火箭的专列,双双抵达发射场。长征一号的研制开始于1967年11月,是在中远程导弹的基础上修改改进而成的。火箭共三级,前两级的技术负责人是火箭专家任新民,采用曾在导弹上使用成熟的液体燃料发动机,第三级采用固体燃料发动机,负责人是火箭专家杨南生。


  能不能第一次就发射成功,这不仅牵涉上万人几年来的辛劳付出,更关系着国家的形象和民族的荣誉。所有人都在期待着点火,却又害怕听到倒计时的声音。


  发射前,周恩来总理问戚发轫:“它上天的时候,《东方红》的乐曲会变调吗?”


  这是个很难回答的问题。因为东方红一号还没有上天,谁也不知道结果。所以戚发轫用航天人一直秉持的诚实态度回答:“总理请放心,凡是我们能想到的、地面能做的试验我们都做过了,没有问题。”


  结果是检验研制水平的唯一标准。1970年4月24日晚上9点35分,沉寂的戈壁滩被烈焰照亮。长征一号火箭以104吨的巨大推力拔地而起,托举东方红一号卫星准确进入预定轨道。


  卫星自旋时,4根3米长的套管式短波天线自动打开,开始发送信号。很快,浩瀚太空中响起了《东方红》的乐音。


  喜看东方红一号卫星飞过头顶的人群


  “发射震惊了全世界。”时任七机部四院驻内蒙古指挥部副主任、后来归属中国航天科工集团公司的老专家陈克明至今还能回忆起,那次发射令周总理十分高兴,总理表示科研人员辛苦了,为中华民族立功了。


  4月25日18点,新华社授权向全世界宣布:1970年4月24日,中国成功地发射了第一颗人造卫星。顷刻间,首都北京灯火通明,锣鼓声四起,鞭炮齐放,人们涌上街头高呼着“毛主席万岁”……


  通过广播,全国人民都可以听到从太空传来的《东方红》乐曲,声音铿锵有力、清晰悦耳。东方红一号不仅成功上了天,而且达到了三等星的亮度。


  孙家栋激动地说:“每一颗螺丝钉都是中国自己搞的,能把第一颗卫星送上太空,真是感觉到扬眉吐气。”


  时光荏苒。如今,曾经参与过东方红一号卫星研制的年轻设计师们已经是白发苍苍,那段历史过往也深深融进他们的血脉,烙进他们的生命。正如戚发轫所说:“有了爱才能奋斗。”他们为何奋斗一生,因为他们对航天爱得深沉。(《中国航天报》)

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