【热门】中国航天日溯源：震惊世界的“东方红一号”人造卫星

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4月24日是中国航天日 前事不忘，后事之师 在这个特殊的时刻，回顾历史的源头，对理解中国航天今天的繁荣非常有益 飞翔的梦想一直是中华文明史的重要组成部分，从女娲补天、嫦娥奔月到文人墨客的诗词歌赋，中国人对宇宙的想象和憧憬从未中断过。 但是，人类真正进入宇宙的第一步是有火药气味的20世纪50年代即美苏争霸时代 当时，美、苏两个超级大国由于霸权的需要，在各自拥有核武器的情况下，把宇宙锁定在下一个目标上 1957年10月4日，苏联发射了世界上第一颗人造卫星“香槟1号”，开创了人类迈向宇宙的新纪元 这使争夺霸权的另一个美国大为震惊 美国推进了研究开发，于1958年2月1日成功发射了“探险家1号”的人造卫星——尽管这颗卫星只有8.2公里，却被毛泽东嘲笑为“像鸡蛋那么大” 人类宇宙飞行的道路开始了 “我们也必须发射人造卫星”苏联和美国成功发射人造卫星后，在“大跃进”气氛的感染下，中国也必须发射人造卫星的呼声高涨，钱学森、赵九章等科学家经过协商，向中央提出建议，中央 钱学森又发表了多次谈话，提出中国应该早点制造自己的人造卫星。 这些声音和意见被带入了1958年5月5日至23日召开的中国共产党第八届第二中全会 在5月17日的会议上，毛泽东说:“人造卫星好像在扰乱我们呢。 苏联扔了，美国扔了，我们该怎么办？ 我们也制造人造卫星！ 当然，我们应该从小就做，但是像美国鸡蛋那么大，我们进不去 放就放他两万公斤 奉毛泽东指示，第八届二中全会结束后，聂荣臻于5月29日召开会议，听取钱学森中国科学院和国防部五所院合作开发人造卫星的建议。 会议的决定由国防部五院负责探测火箭的开发，中国科学院负责卫星本体的研究开发 8月，在中央报告的《关于12年科学计划执行情况的检查报告书》中，正式提出了关于开发人造卫星的意见 10月，国务院召开了专业会议，研究中国卫星如何开始问题 会议后，钱学森、赵九章、郭永怀等科学家制定了中国人造卫星快速发展计划构想草案，提出了开发中国人造卫星分三步走的计划:第一步，实现卫星之天。 第二，开发回收型卫星第三步，发射同步通信卫星 其中第一步“实现卫星上天”细分为三步:第一步，发射探测火箭； 第二，发射1200公里的小卫星；第三步，发射几千公里的大卫星 三步方案通过后，被列为中国科学院1958年第一位任务，以符号“581”成立了以金学森为领导、赵九章、卫一清为副领导的指导小组 “581”小组还制定了具体时间表，即在1959年国庆节10周年发射第一颗人造卫星，在1960年发射 11月，中央政治局研究决定，为人造卫星的开发提供了2亿元人民币的特别资金 这样毛泽东的“我们也必须做人造卫星”的指示之后，开发人造卫星的机构、计划、人员、资金等都具备了 “581”集团紧锣密鼓，朝着1960年发射中国第一颗人造卫星的目标前进 在非正常年的非正常思考下开始的人造卫星计划注定无法实现 1958年秋天中央正式决定开发人造卫星后，为了学习苏联的成功经验，加快我国的研发步伐，10月16日赵九章等人去苏联参观了人造卫星。 在没有“大跃进”的气氛下，经过两个多月的考察，考察团看到中国在这方面的巨大差距，他们开始冷静下来 赵九章在考察团的总结报告中提出，鉴于目前中国科学技术和工业基础薄弱的情况，发射人造卫星的条件还不成熟，建议先从探测火箭开始。 1959年1月，邓小平等人听取了中国科学院党组书记、副院长张劲夫的报告，指示“卫星明年不放，与国力不相称”。 主管经济的副总理陈云、主管科学技术的聂荣臻也认为在1960年放置卫星是不现实的，提出缩小科研战线 至此，1960年发射第一颗卫星的计划取消了。 但是钱学森和赵九章一致提出的“先发射探测火箭”没有取消 “581”方案通过时，中国科学院建设了三个研究院，分别从事人造卫星和火箭的整体、控制系统、空间物理和卫星探测器的研究、设计和试制。 “581”工程很快就中止了，所以设立这三个研究院的构想也不能完全实现。 但是，中央接受了首先研究探测火箭的建议，而且为了完全利用上海的科研能力，计划设立的卫星火箭和总体设计院搬到上海，改名为上海机电设计院，上海交通大学教师王希季担任总工程师 20世纪60年代初，人工卫星工程中止时，上海机电设计院在钱学森、王希季的指导下，在探测火箭的研制中取得了重要突破，为下一次人工卫星计划的重新启动积累了重要经验和技术基础。 1960年5月毛泽东参观了上海在中国研究制造的第一枚探测火箭人造卫星工程的再上马人造卫星事业的转折点是1965年 1964年，东风二号导弹和原子弹相继成功，振奋人心，也增加了国家领导人迅速发展尖端技术的信心 在国民经济隐藏三年自然灾害的阴影中，偃旗长达几年的人造卫星计划不仅成为钱学森、赵九章等科学家的热门话题，也成为中央高层关注的对象。 1965年1月，赵九章向周恩来提交了尽快规划中国人造卫星问题的建议书，引起周恩来的关注 钱学森还向国防科学委员会和国防工提出了关于制定人造卫星研制计划的建议 聂荣臻审查了这份报告，指示“有力量就积极做”。 3月，张爱萍主持中国人造卫星的可行性座谈会，形成国防科学委员会向中央专门委员会报告的《关于人造卫星开发的方案报告》，计划于1970年至1971年发射中国第一颗人造卫星 5月初，中央专门委员会批准了国防科学委员会的报告，将研发卫星纳入了国家计划 8月2日，中央专门委员会第十二次会议对中国人造卫星进行了全面部署 首先明确了中国迅速发展人造卫星的方针:从简到繁，从易到难，从低水平到高级，逐步渐进，逐步快速发展 其次，中国第一颗人造卫星提出了必须考虑政治影响的要求，中国第一颗人造卫星比苏联和美国第一颗卫星先进，比他们重量重，发射功率大，工作寿命长，技术新，听起来。 最后，卫星研究开发确定分工:整个卫星工程由国防科委组织协调的卫星和地面测量系统由中科院负责的火箭由7个机组负责的卫星发射场由酒泉导弹发射基地负责建设 就这样，中国第一颗人造卫星进入了项目开发阶段，符号“651” 开发卫星主要有三个系统:一是卫星本体的开发，二是火箭的开发，三是测量系统的开发 根据分工，卫星本体和测量系统的研究开发由中国科学院负责，火箭由第七机械工业部负责 先看科学院的两项大任务 1965年8月，中国科学院决定成立人工卫星工程指导小组，由副院长裴丽生担任领导，谷羽负责具体的指导工作 10月，中国科学院受国防科学委员会委托，组织了第一个人造卫星总体方案论证会，会议明确了这颗卫星是科学探索的性质。 11月末，最初的人造卫星的整体方案初步明确，各系统开始了技术设计、试制和试验事业 第二年1月，经过聂荣臻，中国科学院设立了卫星设计院，代号为“651设计院”，公开名称为“科学仪器设计院”，赵九章被任命为院长。 卫星本体的开发就是这样稳步展开的 卫星全体集团何正华提出的第一颗卫星“东方红一号”的提案得到一致认可 如果说中国科学院对卫星本体的研究开发还有基础，那么测量系统基本上是空白的 火箭举起卫星进入预定轨道后，必须按其正常运行和计划完成使命，用地面观测控制系统对其进行跟踪、测量、计算、预报和控制。 说白了，为了使卫星在宇宙中按照人的意志运行，测量系统是必不可少的 当时中国科学院这方面的专家是陈芳允 陈芳允在1957年苏联卫星上天时曾与苏联合作进行观测 鉴于观测系统的重要性，国防科学委员会批准中国科学院负责卫星地面观测系统的规划、设计和管理 中国科学院为此成立了人工卫星地面观测系统管理局，符号是中国科学院“701”工程处，陈芳允担任“701”技术负责人，负责地面观测系统的设计、站的选址和建设等工作。 让我们看看第七工业部的工作 1964年底，为了统一管理导弹工业的科研、试制、生产和基本建设，加快导弹工业的迅速发展，经中央批准，国务院废除了导弹研究院，第七机械工业部(七机部)，王秉璋担任部长，钱学森担任副部长。 七机部积累了火箭的基础和力量，因此承担人造卫星火箭开发的任务落在了七机部的头上 钱学森对火箭的研制提出了重要建议。 他提出，除了当时研制成功的“东风-4号”导弹外，再加上探测火箭的经验，设计制造了发射人造卫星的火箭，不需要重新制造炉子。 关键问题是抓住火箭第三级固体燃料火箭的研究开发，处理火箭在上空的点火、分离 后来的实践表明钱学森的这项建议大幅节约了时间、人力和物资 中国第一枚发射人造卫星的火箭“长征1号”由向“东风-4号”添加固体燃料推进的第三级火箭组成 《东方红》的乐曲在响彻环宇的困难卫星事业开始后，将顺利推进 但是，“文革”的到来打乱了以往的计划，使重新启动的卫星事业再次面临严峻的考验 担负卫星研究开发首要任务的中国科学院一片混乱，“651”设计院院长赵九章、副院长钱骏被打倒，被迫从事卫星研究开发事业 赵九章是国民党元老戴季陶的侄子，受酷刑，1968年自杀 在国民党军队服役的陈芳允也被打倒，“701”工程中的工作也无法正常发挥作用了 在这种情况下，为了避免开发人造卫星的员工在“文革”中受到干扰，1966年12月，中央专门委员会决定国防科学委员会全面交接人造卫星的开发任务 1967年初，聂荣臻向中央报告，成立了“空间技术研究院”，全面负责人造卫星的研制，得到毛泽东的批准。 8月，空间技术研究院的筹备处成立，钱学森成为了筹备处的负责人 11月，国防科学委员会批准了钱学森代表空间技术研究院筹备处提出的编制方案 1968年2月20日，国防科学委员会空间技术研究院正式成立，中国科学院从事人造卫星研究开发的部门合并为空间技术研究院，钱学森担任院长，全面负责人造卫星的研究开发事业。 另外，在测量系统的研发建设中，在聂荣臻的建议下，中国科学院“701”工程处也由酒泉导弹发射基地接手，这样测量系统的员工就可以重新开展了。 赵九章、钱骗等被打倒中，1967年秋，钱学森当时只有38岁的孙家栋任命担任第一颗人造卫星的整体设计事业。 根据中央的指示，根据前期的工作，孙家栋带领科学技术人员，首先在这个“政治卫星”的“上、抓、看、听”上下了功夫。 “向上”意味着发射成功，“抓住”意味着正确地进入轨道 这是发射人造卫星的最低要求 “能看到”和“能听到”很难 所谓“能看到”，是在地球上用肉眼看到的，但当时设计的卫星直径只有1米，表面也不够明亮，在地球上看不到 孙家栋带领科技人员想出了妙计。 他们在火箭的第三级设置了直径3米的“观测球”。 这个球是由光反射材料制成的，进入宇宙卫星弹跳后，观测球打开，紧贴卫星后面飞行，眺望地面，就像一颗明亮的大星星。 这样就解决了“可见”的问题 “能听到”是卫星发射的信号，在地球上可以通过收音机听到 当时，只听到嘎吱嘎吱的工程信号，老百姓不知道是什么，被提议播放《东方红》的乐曲，被认为得到了中央的认可。 技术人员经过多次实验，最后用电子电路产生的复合音模拟铝板琴演奏乐曲，用高稳定性声源振荡器代替音键，用程序控制电路产生的节奏控制声源振荡器的发音，效果很好，“能听到。 火箭在任新民的指导下，克服了多级火箭组合、二级上空点火、级间分离等技术，加上新开发的第三级固体火箭，构成了三级火箭“长征-1号”。 1970年1月30日，“长征-1号”试射成功 在测量系统的建设方面，最初陈芳允和其他专家提出在全国建设9个测量站，后来钱学森的建议，经过许多折衷，得到国防科学委员会的批准，最终在喀什、湘西、南宁、昆明、海南、海南 1970年初，建立了6个地面测量站，陈芳允等人跟踪观测了美国探险家22号、27号、29号卫星，取得了实测资料，表明中国当时建设的测量互联网系统的性能是可靠的。 据《人民日报》报道，中国第一颗人造卫星于1970年3月21日成功发射，“东方红一号”完成了总装任务。 东方红一号卫星和长征-1号火箭于4月1日到达酒泉发射中心 接着在向中央的报告中，讨论了卫星上是否设置了自毁系统 也有主张说卫星发生故障，唱《东方红》坠落，担心政治影响不好，主张安装 有些主张不安装，有可能误炸卫星 任新民认为，火箭搭载了可靠的自毁系统，因此即使发射失败，卫星的自毁也是没有用的，如果搭载了，恐怕会炸毁好星球。 卫星在空中遇到信号干扰，自毁系统敏感，自己开始误炸真是遗憾 这个意见是周恩来咨询毛泽东的结果被认可的，卫星没有装备自毁系统 1970年4月24日21点35分，“东方红1号”卫星发射成功，“东方红”乐曲遍布环宇，震惊世界 中国成为继苏联、美国、法国、日本之后成功发射卫星的第五个国家，中国的宇宙时代正式开启 (本文作者是上海交通大学科学史和科学文化研究院副研究员)参考文献1 .周均伦:《聂荣臻年谱》[m] .人民出版社，1999.2 .聂荣臻:《聂荣臻元帅回忆录》[m] .解放军出版社，2005.3 .钱临照:《中国科学院》[m] 陈怀国:《国家命运:中国“两弹一星”的秘密历史》[m] .上海文艺出版社，.6.张劲夫:《请在历史上记住他们——关于中国科学院和“两弹一星”的回忆》[n] .人民日报，1999-05-06。