東方紅一號衛(wèi)星飛天記

余建斌

1970年4月24日，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，隨著中國第一枚運載火箭長征一號發(fā)出轟鳴，東方紅一號衛(wèi)星飛向廣袤無垠的太空。中國從此成為世界上第五個自行研制和發(fā)射人造衛(wèi)星的國家，中國自此叩開了通往浩瀚宇宙的大門，開啟了中國航天的新紀(jì)元。

東方紅一號衛(wèi)星在軌運行已經(jīng)50年，在天氣晴朗的日子，許多天文愛好者還能拍攝到東方紅一號衛(wèi)星經(jīng)過中國上空的照片，這些照片所承載的，是一段刻骨銘心而又歷久彌新的故事。

集中科研力量 登上航天舞臺

1958年5月，在黨的八大二次會議上，毛澤東主席發(fā)出了“我們也要搞人造衛(wèi)星”的號召。

“這個號召宣告了中華民族有信心、有勇氣登上空間活動的舞臺?！睍r任東方紅一號衛(wèi)星總體設(shè)計組副組長潘厚任回憶道。

1967年，我國將第一顆衛(wèi)星命名為東方紅一號，將第一枚運載火箭定名為長征一號。東方紅一號衛(wèi)星屬于科學(xué)探測性質(zhì)的試驗衛(wèi)星，外形為近似球體的72面體，直徑為1米，重150千克，計劃在1970年左右發(fā)射。東方紅一號衛(wèi)星的任務(wù)，是為中國今后發(fā)展對地觀測、通信廣播、氣象預(yù)報等各類應(yīng)用衛(wèi)星奠定技術(shù)和實踐的基礎(chǔ)。

1968年2月20日，中國空間技術(shù)研究院正式宣告成立，錢學(xué)森兼任院長，東方紅一號衛(wèi)星便由中國空間技術(shù)研究院負(fù)責(zé)研制。

發(fā)射東方紅一號衛(wèi)星是一項龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及研制、生產(chǎn)、發(fā)射、測控在內(nèi)的眾多領(lǐng)域?！艾F(xiàn)在看簡單，但那個年代的工業(yè)水平、科技水平都有差距?！笔苊I(lǐng)銜研制東方紅一號衛(wèi)星的孫家棟這樣形容。

隨著設(shè)計方案的不斷修改，東方紅一號衛(wèi)星的重量從起初的150千克增加到173千克，遠(yuǎn)超世界前4顆衛(wèi)星的總和。要把這么重的衛(wèi)星送入太空，難度可想而知。時任東方紅一號衛(wèi)星技術(shù)負(fù)責(zé)人之一的戚發(fā)軔說，東方紅一號衛(wèi)星還必須達(dá)到國家提出的4項技術(shù)要求，即“上得去、抓得住、聽得著、看得見”。

為了完成這項艱巨的任務(wù)，科研人員開始了追逐夢想的艱難探索。

克服重重困難 完成四大目標(biāo)

“上得去、抓得住、聽得著、看得見”，寥寥12字概括了東方紅一號衛(wèi)星的總體技術(shù)方案和目標(biāo)，也概括了技術(shù)的難度。

首先考慮的是能否“上得去”。按照計劃，東方紅一號衛(wèi)星要在近地點400多千米、遠(yuǎn)地點2300多千米的橢圓軌道上運行。想把東方紅一號衛(wèi)星準(zhǔn)確送入軌道，負(fù)責(zé)搭載東方紅一號衛(wèi)星的運載火箭必須擁有強(qiáng)大的推進(jìn)能力。

科研人員提出了一個“兩結(jié)合”方案：用中遠(yuǎn)程導(dǎo)彈作為第一級和第二級，利用探空火箭技術(shù)研制第三級。通過這三級的連續(xù)傳遞，將東方紅一號衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。在時任火箭技術(shù)負(fù)責(zé)人任新民的帶領(lǐng)下，運載火箭正式進(jìn)入研制階段，最終實現(xiàn)了導(dǎo)彈技術(shù)和探空火箭技術(shù)的完美結(jié)合，解決了“上得去”的難題，也讓“運載火箭的能力有多大，航天的舞臺就有多大”這句話廣為流傳。

想在地面上“抓得住”，就要時刻掌握東方紅一號衛(wèi)星在太空中的位置，這需要計算出東方紅一號衛(wèi)星與地面的距離。對比幾種方案后，科研人員決定利用多普勒原理，根據(jù)無線電波頻率的變化測出速度，進(jìn)而測出距離。而這個解決方案卻需要一個特殊的方程式，這對當(dāng)時的中國科研人員來說是一道難題。

對此，東方紅一號衛(wèi)星科研人員轉(zhuǎn)變設(shè)計思路，重建東方紅一號衛(wèi)星測軌方程式，破解了東方紅一號衛(wèi)星測軌方程式的謎題，最終可以隨時監(jiān)測到東方紅一號衛(wèi)星在太空中的位置。

接下來，科研人員將目光集中在了“聽得著”。要讓東方紅一號衛(wèi)星在太空奏響《東方紅》樂曲，這在當(dāng)時具有很高難度?？蒲腥藛T以高穩(wěn)定度的6個音源振蕩器代替“音鍵”，用程控線路產(chǎn)生的節(jié)拍來控制發(fā)音，經(jīng)過上百次試驗，終于確保東方紅一號衛(wèi)星奏出了《東方紅》。

東方紅一號衛(wèi)星總體組成員胡其正提及，要讓普通收音機(jī)接收到東方紅一號衛(wèi)星播放的樂曲，科研人員提出了“接力”的辦法。“我們在地面上直接聽不到東方紅一號衛(wèi)星播放的樂曲，需要通過東方紅一號衛(wèi)星的天線發(fā)送、地面站的接收，再由電臺轉(zhuǎn)播?！逼莅l(fā)軔回憶。

最后一道難關(guān)就是“看得見”。要想用肉眼就能看到太空中運行的東方紅一號衛(wèi)星，其亮度必須要從七等星上升到四等星。不僅如此，由于東方紅一號衛(wèi)星的直徑僅有1米，也讓“看得見”更加困難。最終，科研人員從折疊傘收縮打開的特點中找到靈感，決定在運載火箭的第三級上安裝一個由高反光亮度的材料制成的、可以在太空中撐開的“觀測體”。由于這個“觀測體”體積巨大，反光亮度極高，人們就可以直接觀察到。

解決世界難題 創(chuàng)造嶄新紀(jì)錄

還有一個繞不開的問題，那就是東方紅一號衛(wèi)星必須經(jīng)受住太空極端溫度變化的考驗。

在太空中，東方紅一號衛(wèi)星向陽一面溫度可高達(dá)100多攝氏度，背陽一面的溫度則能降到零下100多攝氏度，如何讓東方紅一號衛(wèi)星在太空中保持正常“體溫”，是世界公認(rèn)的難題。

科研人員研制出一套完整的溫控系統(tǒng)，來平衡東方紅一號衛(wèi)星內(nèi)部的溫度，但系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)需要耗費大量的電力，而東方紅一號衛(wèi)星攜帶的電量很有限。最后，科研人員想出了一個溫控系統(tǒng)零耗電方案：利用其他儀器在工作時產(chǎn)生的熱量，幫助東方紅一號衛(wèi)星控制溫度，巧妙解決了耗電大的難題。

克服種種困難，東方紅一號衛(wèi)星和長征一號運載火箭的研制順利完成。

經(jīng)過4天4夜的旅程，1970年2月，東方紅一號衛(wèi)星和長征一號運載火箭被運往酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心。

1970年4月24日，發(fā)射進(jìn)入負(fù)8小時倒計時，“測控信號不穩(wěn)定”這個突如其來的消息，又讓現(xiàn)場的科研人員緊張起來。

干擾信號究竟來自哪里？科研人員將問題源頭鎖定在東方紅一號衛(wèi)星與長征一號運載火箭的連接處。為了達(dá)到溫控的要求，東方紅一號衛(wèi)星與長征一號運載火箭的連接處，有一個鍍鋁的薄膜包著儀器，由于沒有固定好而產(chǎn)生了晃動，導(dǎo)致測控信號不穩(wěn)定。經(jīng)過重新固定，問題得以解決，發(fā)射時刻終于到來。

準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道的東方紅一號衛(wèi)星，經(jīng)過24天的在軌運行測試，不僅順利通過了太空極端環(huán)境的考驗，也圓滿實現(xiàn)了“上得去、抓得住、聽得著、看得見”的要求。由于東方紅一號衛(wèi)星重量超過了此前4個國家首顆衛(wèi)星重量的總和，也創(chuàng)造了人類航天史上的新紀(jì)錄。

“通過堅持自力更生、艱苦奮斗，我們攻克了一個個不可能，終于將東方紅一號衛(wèi)星成功送上太空?！逼莅l(fā)軔說。

東方紅一號衛(wèi)星的成功發(fā)射，是20世紀(jì)震撼世界的重大事件，也宣告一個東方航天大國的崛起。東方紅一號衛(wèi)星也與原子彈、氫彈一起，被譽(yù)為“兩彈一星”，成為中華民族科技強(qiáng)國戰(zhàn)略的重要標(biāo)志，載入了中華民族偉大復(fù)興的史冊。