1970年4月24日21時50分,隨著雄壯的《東方紅》樂曲通過廣播電臺的電波響徹神州大地,我國第一顆自行研制的衛(wèi)星—— “東方紅一號”成功入軌,遨游天際。這也使得我國從一個連火箭都沒有的國家成為繼蘇聯(lián)、美國、法國、日本之后世界上第五個完全依靠自己的力量成功發(fā)射人造衛(wèi)星的國家。“東方紅一號”的發(fā)射成功奠定了我國空間飛行器研制、航天基本數(shù)據(jù)建設(shè)、觀測跟蹤等航天技術(shù)的基礎(chǔ),開創(chuàng)了中國航天史的新紀(jì)元,在我國一片空白的航空航天史上書寫下濃墨重彩的一筆。從此中國正式加入了“太空俱樂部”。發(fā)射成功后,錢學(xué)森向中央提出中國應(yīng)該發(fā)展載人航天,并提交發(fā)展中國載人航天事業(yè)的報告,得到毛澤東親筆批示“同意”。
蘇聯(lián)衛(wèi)星上天 我們要讓世界聽見“東方紅”
1957年10月4日,前蘇聯(lián)歷史上的傳奇一刻,出現(xiàn)在離莫斯科2000多公里的哈薩克斯坦。離子夜還有32分鐘時,隨著一聲巨響,人類的第一顆人造衛(wèi)星被發(fā)射升空。而此時的中國,別說衛(wèi)星,連將衛(wèi)星送入軌道的工具——火箭都沒有。
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提出:“蘇聯(lián)人造衛(wèi)星上天,我們也要搞人造衛(wèi)星。”同年,中國科學(xué)院就組織了錢學(xué)森、趙九章、郭永懷等專家制定中國人造衛(wèi)星的發(fā)展規(guī)劃。在計劃起步階段,對于放什么樣的衛(wèi)星、有沒有運(yùn)載工具、靠什么方法測控等一系列問題,人們來不及細(xì)想。大家只是無休止的討論、畫圖、加班加點(diǎn),但實(shí)際問題的不斷出現(xiàn),影響了大家的情緒。 1958年底,中央為了集中精力發(fā)展導(dǎo)彈和原子彈,同時注意到衛(wèi)星研制中存在的“冒進(jìn)”問題,果斷地決定停止衛(wèi)星的研制工作。
1964年6月29日,我國自行研制的第一枚彈道式導(dǎo)彈發(fā)射成功。同年10月16日,新疆的羅布泊又炸響的了中國的第一顆原子彈。導(dǎo)彈的成功,在一定程度上解決了發(fā)射衛(wèi)星的工具問題,使發(fā)射自己的衛(wèi)星成為可能。1965年1月,周恩來批示科學(xué)院提出人造衛(wèi)星的具體方案。1966年5月,經(jīng)國防科工委、中國科學(xué)院、七機(jī)部負(fù)責(zé)人羅舜初、張勁夫、裴麗生、錢學(xué)森等共同商定,將中國第一顆人造衛(wèi)星取名為“東方紅一號”。1967年初正式確定中國第一顆人造衛(wèi)星要播送《東方紅》音樂,讓全球人民都能聽到中國衛(wèi)星的聲音。
對于如何產(chǎn)生《東方紅》樂音,專家們曾提出過幾種方案,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,最后經(jīng)研究決定,采用1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)時中國火箭的運(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。
為了防止衛(wèi)星上天后樂音變調(diào)或不響,衛(wèi)星總體組組長何正華和樂音裝置的主要設(shè)計者劉承熙反復(fù)試驗(yàn)摸索,最終《東方紅》樂音采用電子線路模擬鋁板琴聲奏出,解決了樂音錯亂和樂音變調(diào)等一系列問題。
沖破艱難險阻 國人在物質(zhì)匱乏中創(chuàng)造奇跡
中國第一顆人造衛(wèi)星工程的整個研制工作,大部分都是在“文化大革命”最動亂的年月里進(jìn)行的。那時席卷全國的“紅色風(fēng)暴”沖擊到承擔(dān)衛(wèi)星工程任務(wù)的每一個單位。1967年初,中國科學(xué)院和七機(jī)部及下屬單位均被“群眾組織”奪權(quán),衛(wèi)星設(shè)計院的原來的領(lǐng)導(dǎo)都“靠邊站”了,很多的科學(xué)家當(dāng)時被定為“反動學(xué)術(shù)權(quán)威”、“特務(wù)”、“牛鬼蛇神”遭到批斗。即使普通的科技人員,也有不少親屬和社會關(guān)系在運(yùn)動中受到?jīng)_擊和株連。衛(wèi)星的研制工作與“革命”發(fā)生了沖突。
在這種情況下,1967年初,周恩總理來與聶榮臻副總理采取了一系列措施,宣布:組建中國空間技術(shù)研究院,錢學(xué)森任院長,編入軍隊(duì)序列,不開展“文化大革命”的“四大”(即大鳴、大放、大字報、大辯論)。空間技術(shù)研究院從許多單位抽調(diào)出精兵良將,把分散在各部門的研究力量集中起來,實(shí)行統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo),使科研生產(chǎn)照常進(jìn)行,保證了中國第一顆衛(wèi)星的如期發(fā)射。
在空間技術(shù)研究院建院之初,研制衛(wèi)星所需的物質(zhì)條件十分缺乏,測試設(shè)備少,試驗(yàn)設(shè)備不齊,加工設(shè)備不足。衛(wèi)星制造廠是由科學(xué)儀器廠轉(zhuǎn)產(chǎn)的,在人員、技術(shù)、設(shè)備和管理方面都面臨很多困難。鉚接,是衛(wèi)星制造中必不可少的一道工序。可當(dāng)時衛(wèi)星廠未干過,在衛(wèi)星的初樣和試驗(yàn)階斷,沒有鉚槍,更沒有固定工件的桁架,工人們就靠一把小錘,用自己的身體當(dāng)桁架,將鉚釘一個個敲上去。就是在這樣的條件下,衛(wèi)星廠解決了鉚接、陽極化電拋光、光亮鋁件大面積鍍金、鋁件熱處理等多項(xiàng)工藝問題。
為了檢驗(yàn)設(shè)計的正確性與合理性,“東方紅一號”衛(wèi)星從元件、材料,到單機(jī)分系統(tǒng)以至整星都要在地面進(jìn)行多種環(huán)境模擬試驗(yàn)。發(fā)射場預(yù)定發(fā)射衛(wèi)星的時間氣候寒冷,而衛(wèi)星廠又沒有符合要求的試驗(yàn)場地,“熱控試樣星”的試驗(yàn)是1968年的夏季于海軍后勤部的一個冷庫中進(jìn)行的。很多的困難都是靠科技人員因陋就簡、土法上馬、群策群力解決的。衛(wèi)星上天后,許多國際友人來空間技術(shù)研究院參觀衛(wèi)星,當(dāng)時的環(huán)境條件讓參觀者大為感嘆:“東方紅一號”能誕生,是個奇跡!
成功發(fā)射入軌 蒼茫寰宇終于有了中國的“星”
經(jīng)過前期緊鑼密鼓的準(zhǔn)備,1970年4月24日,終于迎來激動人心的時刻。當(dāng)日21時35分,酒泉衛(wèi)星發(fā)射場,“東方紅一號”隨“長征一號”運(yùn)載火箭在發(fā)動機(jī)的轟鳴中離開了發(fā)射臺。21時48分,星箭分離,衛(wèi)星入軌。21時50分,國家廣播事業(yè)局報告,收到中國第一顆衛(wèi)星播送的《東方紅》樂音,聲音清晰洪亮。
“東方紅一號”一個直徑約1米,近似球形的72面體,這種設(shè)計可使衛(wèi)星有較大的結(jié)構(gòu)利用空間;同時,球形設(shè)計可使衛(wèi)星飛行時的彈道截面基本不變,不用在星上安裝探測儀器,就能用測軌跟蹤數(shù)據(jù)反演推算衛(wèi)星飛經(jīng)高度的大氣密度值及其變化,從而多得到一些科學(xué)數(shù)據(jù)。雖然“東方紅一號”比蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星“斯普特尼克一號”晚了13年,但它173千克的質(zhì)量比前四個國家發(fā)射的第一顆衛(wèi)星質(zhì)量的總和還多出近30千克。
此外,該衛(wèi)星在跟蹤手段、信號傳輸形式和星上溫控系統(tǒng)等技術(shù)方面,均超過了上述國家首顆衛(wèi)星的水平。衛(wèi)星采用自旋姿態(tài)穩(wěn)定方式,轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/分;球狀的主體上共有4條兩米多長的鞭狀超短波天線,腰部裝有短波交叉振子天線和微波雷達(dá)天線,底部有連接運(yùn)載火箭用的分離環(huán);外殼表面有按溫度控制要求經(jīng)過處理的鋁合金材料,保證溫度處于允許范圍內(nèi)。衛(wèi)星上裝載的儀器和設(shè)備主要有2.5瓦的20.009兆赫頻率發(fā)射機(jī)、100毫瓦的200兆頻率發(fā)射機(jī)、遙測裝置、音樂發(fā)生器、雷達(dá)應(yīng)答機(jī)、雷達(dá)信標(biāo)機(jī)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和工程參數(shù)測量傳感器等。衛(wèi)星以20.009兆赫頻率發(fā)射《東方紅》樂曲、工程遙測參數(shù)和科學(xué)探測數(shù)據(jù)。衛(wèi)星的主要任務(wù)是向太空播放《東方紅》樂曲,同時進(jìn)行衛(wèi)星技術(shù)試驗(yàn),探測電離層和大氣密度。
“東方紅一號”軌道的近地點(diǎn)為439千米,遠(yuǎn)地點(diǎn)為2388千米,軌道平面和地球赤道平面的夾角為68.5度,繞地球一周時間為114分鐘。由于衛(wèi)星采用銀鋅蓄電池作電源,化學(xué)電池壽命有限,因此東方紅一號的設(shè)計工作壽命只有20天。但星上各種儀器實(shí)際工作的時間遠(yuǎn)超過了設(shè)計要求,在太空中工作了28天,于1970年5月14日停止發(fā)射信號。“東方紅一號”衛(wèi)星運(yùn)行期間,取得了大量工程遙測參數(shù)和各種太空探測資料,為后來衛(wèi)星設(shè)計和研制工作提供了寶貴的依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。
從“東方紅一號”上天的那一刻開始,中國人激動地仰望著太空,仔細(xì)地尋找著那一顆屬于中國的衛(wèi)星,臉上洋溢著自豪和驕傲。此后我國先后發(fā)射了多顆軍用衛(wèi)星、科研衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星,通訊衛(wèi)星、返回式衛(wèi)星等,并運(yùn)用衛(wèi)星系統(tǒng)建立了我國軍用衛(wèi)星定位系統(tǒng),衛(wèi)星已進(jìn)入了我們生產(chǎn)生活的各個方面,并發(fā)揮著越來越重要的作用。
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