“東方紅一號”衛(wèi)星發(fā)射成功的幕后故事

孟昭庚

“東方紅一號”衛(wèi)星，是我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星，于1970年4月24日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，由此開創(chuàng)了中國航天史的新紀(jì)元，使中國成為繼蘇、美、法、日四國之后，世界上第五個(gè)獨(dú)立自主研制并發(fā)射人造地球衛(wèi)星的國家。

一

1957年10月4日，蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星，中國科學(xué)家們?yōu)橹畾g欣鼓舞。竺可楨、趙九章、錢學(xué)森等著名科學(xué)家紛紛發(fā)表講話、寫文章，闡述發(fā)射衛(wèi)星的重要意義。科學(xué)家們認(rèn)為，衛(wèi)星是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的工作，可以民用，亦可以軍用，中國也應(yīng)考慮研制衛(wèi)星的規(guī)劃設(shè)想，并及早作些準(zhǔn)備，建議中國科學(xué)院應(yīng)把衛(wèi)星列為重點(diǎn)任務(wù)來抓，從“任務(wù)帶學(xué)科”考慮，可以帶動諸多新興技術(shù)的發(fā)展。

中國科學(xué)院黨組書記、副院長張勁夫?qū)⒖茖W(xué)家們的建議及時(shí)反映到黨中央，引起中央領(lǐng)導(dǎo)同志的高度重視。

1958年5月17日，毛澤東在中國共產(chǎn)黨第八次全國代表大會第二次會議上提出：“蘇聯(lián)人造衛(wèi)星上天，我們也要搞人造衛(wèi)星，我們也要搞一點(diǎn)，要搞就搞得大一點(diǎn)。”

分管科學(xué)技術(shù)工作的副總理聶榮臻當(dāng)即責(zé)成張勁夫和錢學(xué)森、王諍等組織有關(guān)專家擬定衛(wèi)星發(fā)射規(guī)劃。隨后，中國科學(xué)院成立由國防部第五研究院院長兼第五研究院一分院院長錢學(xué)森（筆者注：錢學(xué)森當(dāng)時(shí)在中國科學(xué)院職務(wù)是力學(xué)研究所所長）為組長，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)應(yīng)用地球物理系主任、著名大氣科學(xué)家和空間物理學(xué)家趙九章和中國科學(xué)院黨組成員、地球物理研究所黨委書記兼副所長衛(wèi)一清為副組長的領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)籌建人造衛(wèi)星、運(yùn)載火箭以及衛(wèi)星探測儀器的設(shè)計(jì)和空間物理研究的機(jī)構(gòu)。科學(xué)院黨組把衛(wèi)星研制列為中國科學(xué)院1958年第一項(xiàng)重大任務(wù)，即代號“581”任務(wù)。7月，中國科學(xué)院向聶榮臻報(bào)告，我國衛(wèi)星規(guī)劃分三步走：

第一步發(fā)射探空火箭，第二步發(fā)射小衛(wèi)星，第三步發(fā)射大衛(wèi)星。任務(wù)分工是：火箭以從事火箭、導(dǎo)彈研究的國防部第五研究院負(fù)責(zé)，探空火箭頭和衛(wèi)星及觀測工作以科學(xué)院為主，相互配合。決心苦戰(zhàn)三年，實(shí)現(xiàn)我國第一顆衛(wèi)星上天。

當(dāng)時(shí)，科學(xué)院對這項(xiàng)工作抓得很緊，1958年7月至9月，“581”小組每周開2到3次會，張勁夫和裴麗生、杜潤生、王諍等負(fù)責(zé)人多次出席會議。與此同時(shí)，中國科學(xué)院還成立了三個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)院：

第一設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)和火箭設(shè)計(jì)，為便于跟上海合作，11月遷上海，改名為上海機(jī)電設(shè)計(jì)院;第二設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)研制控制系統(tǒng)，分三個(gè)研究室，研究方向分別是姿態(tài)控制系統(tǒng)仿真、遙控遙測和運(yùn)動物體控制;第三設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)探空儀器研制與空間環(huán)境的研究，趙九章、錢驥擔(dān)任科技領(lǐng)導(dǎo)。

“581”小組在當(dāng)時(shí)全國大躍進(jìn)的熱氣騰騰的氛圍中夜以繼日，奮力拼搏，大干、苦干了兩個(gè)多月，通過與院內(nèi)外31個(gè)單位通力協(xié)作，完成了運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)，搞出了載有多種高空環(huán)境探測儀器及動物艙的探空火箭頭部模型，為自力更生發(fā)展我國空間事業(yè)邁出了可喜的第一步。

1958年10月，中國科學(xué)院大躍進(jìn)成果展覽會保密館，展出了衛(wèi)星和火箭的設(shè)計(jì)圖和模型，毛澤東等黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人前來參觀，影響很大。

從1961年6月開始，在錢學(xué)森、趙九章等人的倡導(dǎo)下，中國科學(xué)院連續(xù)舉辦12期的星際航行座談會，由錢學(xué)森、趙九章等科學(xué)家就這方面知識作講演。

二

1964年，中國相繼成功地發(fā)射了第一枚彈道式導(dǎo)彈、爆炸了第一顆原子彈，這就為發(fā)展人造地球衛(wèi)星奠定了比較可靠的基礎(chǔ)。1965年1月8日，錢學(xué)森不失時(shí)機(jī)地正式向國家提出報(bào)告，建議此前因國民經(jīng)濟(jì)嚴(yán)重困難而暫停研制的人造地球衛(wèi)星應(yīng)該重新上馬，應(yīng)著手制訂我國人造衛(wèi)星的研究計(jì)劃并列入國家任務(wù)。錢學(xué)森這一建議，首先得到了聶榮臻的贊同，他指出：“只要力量上有可能，就要積極去搞?！蓖?月29日，國防科委向中央專門委員會（以下簡稱“中央專委”）報(bào)告了由國防科委、國防工辦專業(yè)局的負(fù)責(zé)同志和專家共同研究的結(jié)果，提出了在1970年或1971年發(fā)射我國重量為100公斤左右的第一顆人造地球衛(wèi)星的設(shè)想。

1965年5月，周恩來總理指示中科院拿出第一顆人造衛(wèi)星的具體方案。負(fù)責(zé)衛(wèi)星總體組的錢驥帶領(lǐng)年輕的科技工作者很快便拿出了初步方案。該方案由錢驥等直接向周恩來總理作了匯報(bào)。于是，研制衛(wèi)星計(jì)劃被重新提上了議事日程。

中央專委于1965年5月4日、5日召開第十二次會議，研究我國第一顆人造衛(wèi)星的規(guī)劃方案，爭取在1970年左右發(fā)射我國第一顆人造衛(wèi)星的設(shè)想。隨即，國家批準(zhǔn)了第一顆人造衛(wèi)星計(jì)劃。

1965年10月20日至11月30日，在中國科學(xué)院主持下舉行了衛(wèi)星建造總體方案的進(jìn)一步論證會，最后確定中國第一顆人造地球衛(wèi)星屬于科學(xué)探測性質(zhì)。第一顆衛(wèi)星的發(fā)射時(shí)間定在1970年，成功的標(biāo)志，即對第一顆人造地球衛(wèi)星的總體要求是：“上得去，抓得住，聽得到，看得見?！彼^“上得去”，就是首先要保證衛(wèi)星飛上天;“抓得住”就是衛(wèi)星上天以后地面設(shè)備能對衛(wèi)星實(shí)施測控;“聽得到”就是衛(wèi)星要播送音樂，且可被地面接收和聽到;“看得見”就是衛(wèi)星在軌飛行時(shí)能讓地面上的人用肉眼直接看得見，以便鼓舞人心。

由于錢學(xué)森的建議是1965年1月提出的，所以，第一顆人造衛(wèi)星的工程代號為“651工程”，并把中國第一顆人造衛(wèi)星初步命名為東方紅一號。緊接著，負(fù)責(zé)實(shí)施人造衛(wèi)星發(fā)展計(jì)劃的“651工程”設(shè)計(jì)院成立（公開名稱為“科學(xué)儀器設(shè)計(jì)院”），由趙九章任院長，負(fù)責(zé)主持科學(xué)、工程技術(shù)方面的工作。這樣，中國的人造地球衛(wèi)星事業(yè)從多年的學(xué)術(shù)和技術(shù)準(zhǔn)備，轉(zhuǎn)入有計(jì)劃、有步驟地開展工程研制的時(shí)期。

三

中國人造地球衛(wèi)星研制工作，當(dāng)時(shí)在總體上的分工是：中國科學(xué)院搞衛(wèi)星和地面跟蹤測量系統(tǒng);七機(jī)部搞運(yùn)載火箭;國防科委的二〇基地搞地面發(fā)射設(shè)備。但是，衛(wèi)星系統(tǒng)工程上馬不久，就趕上“文化大革命”，中國科學(xué)院是知識分子比較集中的地方，所以首當(dāng)其沖受到破壞。為了保證衛(wèi)星工程順利進(jìn)行，1966年12月，中央專委決定將衛(wèi)星研制任務(wù)改由國防科委負(fù)責(zé)。1967年初，中央正式確定中國第一顆人造地球衛(wèi)星播送《東方紅》樂曲，以便讓全世界人民都能聽到中國衛(wèi)星的聲音。

1967年7月，在“文化大革命”的高潮中，為確保第一顆人造衛(wèi)星的研制工作不陷入停頓，國務(wù)院、中央軍委批準(zhǔn)國防科委組建空間技術(shù)研究院，將科學(xué)院原來從事衛(wèi)星工程的單位劃歸空間技術(shù)研究院，擔(dān)負(fù)衛(wèi)星研制任務(wù)，并任命錢學(xué)森兼任空間技術(shù)研究院院長。可以說錢學(xué)森是受命于危難之際，他首先得把空間技術(shù)研究院的機(jī)構(gòu)組建起來，中心任務(wù)是保證東方紅一號衛(wèi)星盡快上天。他立即從國防部五院調(diào)來孫家棟等人，以加強(qiáng)衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)的力量。

正在忙于導(dǎo)彈設(shè)計(jì)的國防部五院導(dǎo)彈總體設(shè)計(jì)部副主任孫家棟，接到調(diào)令后立即到錢學(xué)森那里報(bào)到。錢學(xué)森交給孫家棟的第一項(xiàng)任務(wù)就是去七機(jī)部挑選人才。錢學(xué)森指出，總體部的人知識面要廣，既要懂工程上的問題，又要有比較廣博的科技知識。根據(jù)錢學(xué)森的這一要求，孫家棟在七機(jī)部上上下下跑了兩個(gè)月，詳細(xì)考察了各部門有特長的技術(shù)骨干，從中挑選了對衛(wèi)星知識有所了解的18人。這18人，投KSF_星研制工作后，個(gè)個(gè)都是披堅(jiān)執(zhí)銳、破冰斬浪的精兵，日后被譽(yù)為“航天十八勇士”。

擔(dān)任第一顆人造衛(wèi)星運(yùn)載火箭總設(shè)計(jì)師的任新民，在動亂中受到?jīng)_擊。在危險(xiǎn)時(shí)刻，周恩來總理點(diǎn)名，對其實(shí)施保護(hù)，使他避開了被揪斗和派性斗爭，保證他能一心投入火箭型號的研制工作。

任新民對發(fā)射衛(wèi)星的火箭已成竹在胸。他主持攻克并掌握了多級火箭組合、二級高空點(diǎn)火和級間分離等關(guān)鍵技術(shù)，還研制了第三級固體火箭，取名為“長征一號”。

1967年底，中央最后審定了中國第一顆人造地球衛(wèi)星的方案，規(guī)定該衛(wèi)星不小于150千克（最終確定為173千克），用長征一號運(yùn)載火箭發(fā)射，并正式命名為東方紅一號。

東方紅一號衛(wèi)星在一定意思上可以說是一顆“政治衛(wèi)星”。對錢學(xué)森壓力最大的，莫過于“一次成功”的要求，要一次成功地送上天，還要求衛(wèi)星運(yùn)行軌道盡量覆蓋全球，讓全世界人民都能聽得到，看得見。周恩來總理也多次要求做到萬無一失。為此，錢學(xué)森多次聽取匯報(bào)，不厭其煩地將每次匯報(bào)中所反映的大大小小的問題都一一詳細(xì)記錄下來，并一一落實(shí)解決。他提出，我們要確保：一、設(shè)計(jì)工作沒有漏洞;二、所有的元器件都要齊套，并保證質(zhì)量，保證可靠性。他要求四機(jī)部兩個(gè)配套倉庫要開倉檢查，倉庫里沒有的，要馬上安排生產(chǎn)。凡承擔(dān)任務(wù)的工廠，都要充分動員群眾，確保質(zhì)量。

為了確保衛(wèi)星播放《東方紅》樂曲準(zhǔn)確、可靠、悅耳，錢學(xué)森多次聽取衛(wèi)星總體負(fù)責(zé)人孫家棟的匯報(bào)，審查設(shè)計(jì)方案，檢查設(shè)備質(zhì)量。當(dāng)衛(wèi)星總體超重時(shí)，他提出，凡是和廣播《東方紅》樂曲有矛盾的，都要給廣播讓路。據(jù)此，孫家棟簡化過去的方案，砍掉了一些試驗(yàn)項(xiàng)目，去掉衛(wèi)星上的很多探測儀器。

四

在東方紅一號衛(wèi)星研制過程中，科學(xué)技術(shù)人員也在戰(zhàn)天斗地，艱苦奮斗。有的科技工作者，在進(jìn)行衛(wèi)星蒙皮陽極化電拋光工序時(shí)，沒有房子就在露天下進(jìn)行;沒有容器就鑄造了三個(gè)大鋁槽，在雪地里挖個(gè)坑，把鋁糟架在上面用木柴燒。就是在這樣的條件下，開展了陽極化電拋光試驗(yàn)。經(jīng)過了兩個(gè)月時(shí)間、上百次試驗(yàn)，終于使蒙皮的輻射率和吸收率達(dá)到了規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。

為了能使東方紅一號人造地球衛(wèi)星“上得去、抓得住、測得準(zhǔn)、看得見”，科技工作者想了不少辦法，攻克了很多技術(shù)難關(guān)。

為了使地面“看得見”，技術(shù)人員原來試把衛(wèi)星外形設(shè)計(jì)成由72面體組成的一個(gè)球體，目的之一是使衛(wèi)星在軌運(yùn)行時(shí)能產(chǎn)生閃光，一閃一閃的，這樣地面就比較容易觀測。但試驗(yàn)結(jié)果表明，由于衛(wèi)星太小，本體的亮度只有六等星左右，所以在天氣不好時(shí)人的肉眼仍看不見衛(wèi)星。如果將直徑做大，衛(wèi)星就會超過既定重量，火箭又送不上去。技術(shù)人員集思廣益，琢磨出了一個(gè)新辦法：做一個(gè)布“圍裙”，把第三級火箭包上，發(fā)射時(shí)“圍裙”閉合，衛(wèi)星上天后，利用第三級火箭自旋時(shí)產(chǎn)生的離心力給“圍裙”充氣，將其吹大，使之展開，漲到3米或更大一點(diǎn)，使之成為觀測裙。由于第三級火箭是跟衛(wèi)星一塊入軌的，與衛(wèi)星一前一后，速度軌道差不多，加之觀測裙外頭已被鍍上了鋁，能大面積反射太陽光，因而就很容易看見了。

對于衛(wèi)星如何產(chǎn)生《東方紅》樂音，曾提出過幾種方案，經(jīng)比較，決定采用可靠性高、工作壽命長、消耗功率小、樂音悅耳嘹亮的電子音樂。對于如何發(fā)送《東方紅》樂音，也曾提出過三種方案，最后研究決定，采用一臺發(fā)射機(jī)交替發(fā)送《東方紅》樂音。

不過，要讓普通收音機(jī)直接收聽到東方紅一號衛(wèi)星播發(fā)的《東方紅》樂音，需要在衛(wèi)星上安裝大功率發(fā)射機(jī)，但那將使衛(wèi)星的重量超過1噸，這對于當(dāng)時(shí)中國的火箭的運(yùn)載能力來說是不可行的。為此，采用先由大型地面站接收，再通過廣播電臺轉(zhuǎn)播的辦法來實(shí)現(xiàn)。所以，在衛(wèi)星發(fā)射上去后，全國人民聽到的《東方紅》樂音都是經(jīng)廣播電臺轉(zhuǎn)播的衛(wèi)星信號。

設(shè)計(jì)人員曾打算在東方紅一號衛(wèi)星上鑲滿毛澤東像章，但后來在周恩來總理的指示下，為了減輕衛(wèi)星重量這些像章才沒有鑲上去。

由于當(dāng)時(shí)正處于“文化大革命”的動亂中，播送《東方紅》樂音不僅是科研任務(wù)，也成了責(zé)任重大的政治任務(wù)。如果衛(wèi)星上天后，樂音變調(diào)或不響，則無疑是重大的政治事故，研制者極有可能遭批斗，甚至被抓起來坐牢。衛(wèi)星總體組組長何正華和樂音裝置的主要設(shè)計(jì)者劉承熙開始了他們技術(shù)上的探索，解決了樂音錯(cuò)亂和樂音變調(diào)等一系列技術(shù)問題，最后成功地采用電子線路產(chǎn)生模擬鋁板琴聲奏出。奏出的《東方紅》樂音純正、節(jié)奏明快、格調(diào)高雅。

五

經(jīng)專家多次檢驗(yàn)、論證，最后確定東方紅一號衛(wèi)星由結(jié)構(gòu)、溫控、能源、《東方紅》樂音裝置和短波遙測、跟蹤、天線、姿態(tài)測量等七個(gè)系統(tǒng)組成。1970年3月21日，東方紅一號衛(wèi)星完成總裝任務(wù)，經(jīng)科技專業(yè)人員嚴(yán)格檢查，達(dá)到了發(fā)射要求。4月1日，裝載著兩顆東方紅一號衛(wèi)星和1枚長征一號運(yùn)載火箭的專列抵達(dá)中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射場。4月2日下午，周恩來在人民大會堂聽取即將發(fā)射的中國第一顆人造地球衛(wèi)星及其運(yùn)載火箭情況的匯報(bào)。錢學(xué)森在會上發(fā)言時(shí)擔(dān)心地說：“我們這顆東方紅一號衛(wèi)星帶著《東方紅》樂曲，一旦失敗，落到海里，政治上的影響可就大了。”

會場上一陣沉默。周恩來總理走到任新民身邊，問道：“新民同志你對這個(gè)問題有什么看法？”

任新民站起來緩緩回答道：“我們已經(jīng)準(zhǔn)備安裝全自毀系統(tǒng)了，即使不裝這個(gè)系統(tǒng)，衛(wèi)星在大氣層里也會自行燒毀。如果裝這個(gè)自毀系統(tǒng)，可能會誤炸衛(wèi)星，究竟裝還是不裝，請中央決定?！?/p>

“哦，你是這個(gè)意見?！敝芏鱽砜偫碚f，“我立即向毛主席匯報(bào)，在你們明天回基地前我答復(fù)你們?！?/p>

最后，中央的意見是不裝安全自毀系統(tǒng)。

4月24日凌晨，毛澤東主席批準(zhǔn)實(shí)施發(fā)射。同一天，錢學(xué)森、李福澤、楊國宇、任新民等，奉周恩來總理指示，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射場，組織實(shí)施了我國第一顆人造地球衛(wèi)星的發(fā)射工作。

4月24日21時(shí)35分，中國第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號由長征一號運(yùn)載火箭從甘肅酒泉衛(wèi)星發(fā)射場發(fā)射。運(yùn)載火箭在震耳欲聾的轟鳴聲中騰空而起，扶搖直上，把中國第一顆人造衛(wèi)星東方紅一號送入太空。21時(shí)48分進(jìn)入預(yù)定軌道?！稏|方紅》樂曲響徹寰宇，宣告新中國迎來了航天時(shí)代的黎明。

在東方紅一號衛(wèi)星上天后，遵照周恩來總理的要求，中國有關(guān)部門將中國東方紅一號衛(wèi)星飛經(jīng)各國首都上空的時(shí)間進(jìn)行了預(yù)報(bào)，以便各國觀測，因而在當(dāng)時(shí)引起許多國家的強(qiáng)烈反響。

東方紅一號衛(wèi)星不僅全部達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，而且質(zhì)量比蘇聯(lián)、美國、法國和日本這前四個(gè)國家發(fā)射的第一顆衛(wèi)星質(zhì)量總和還要超出29.8千克（美國的第一顆衛(wèi)星只有8.2千克）。同時(shí)，在衛(wèi)星的跟蹤手段、信號傳輸形式和星上溫控系統(tǒng)等技術(shù)領(lǐng)域，也都大大超過了上述四個(gè)國家第一顆衛(wèi)星的水平。這就無可辯駁地表明，我國在繼原子彈、氫彈試驗(yàn)成功之后，在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域里又一次重大進(jìn)步，它標(biāo)志著我國太空技術(shù)在當(dāng)時(shí)就已跨入世界領(lǐng)先水平。

東方紅一號衛(wèi)星，遨游太空因化學(xué)電池壽命有限，在運(yùn)行28天后電池耗盡（設(shè)計(jì)壽命為20天），于1970年5月14日停止發(fā)射信號，《東方紅》樂曲也就停止播放，結(jié)束其工作壽命。不過，衛(wèi)星的軌道壽命并沒有結(jié)束，至今東方紅一號衛(wèi)星仍在空間軌道上運(yùn)行。

（責(zé)任編輯：李曼容）