周 武 夏 丹 陳彩連


從“東方紅一號”衛星實現中國星零的突破,到中國如今百星燦爛,是一段不平凡的歲月。有人打了這么一個比方——研制“東方紅一號”衛星時遇到的困難,就像你要吃饅頭,當然你買不到饅頭,可是你也買不到面粉來做饅頭,甚至于小麥都沒有,你要開荒、種地,種小麥,磨面粉,最后才能吃到饅頭。
1970年4月24日,中國第一顆人造地球衛星“東方紅一號”,在酒泉衛星發射中心成功發射,使中國成為繼蘇、美、法、日之后世界上第五個獨立研制并發射人造地球衛星的國家,響徹全球的《東方紅》樂曲,宣告中國進入了航天時代。
我們也要搞人造衛星
二戰結束后,世界各大國的較量由陸地轉移到太空。1957年10月4日,蘇聯成功地發射了第一顆人造地球衛星,美國于1 958年1月31日將“探險者一號”衛星送上天空。從此人類開始了對神秘浩淼太空的探索征程,世界爭奪天空的戰斗拉開了序幕。
作為火箭故鄉的中國怎能等閑視之。中央分管科學技術的聶榮臻副總理向中國科學院副院長張勁夫交代,要科學院密切注意有關情況。中國科學院副院長竺可楨、力學所所長錢學森、地球物理所所長趙九章等建議開展中國的衛星研究工作。
從1957年10月起,中國科學院地球物理所地球物理國家委員會,在全國范圍內組織對蘇聯衛星觀測,并成立了人造衛星光學觀測組和射電觀測組。先在北京、南京、上海、昆明等地設立觀測站,1958年發展到12處。
1958年5月17日,在八大二次會議上,毛澤東主席揮動著他那非常有號召力的手臂,鄭重向世界宣布:“蘇聯和美國把人造衛星拋上了天,我們也要搞人造衛星!”
毛澤東一聲號令,正處于“大躍進”年代的中國頓時洶涌“放衛星”的熱潮。主管科技工作的副總理聶榮臻元帥帶病出征,邀請張愛萍、羅瑞9即召開專門會議,成立國家科學技術委員會。接著中科院在張勁夫、裴麗生等的組織下,把研制人造衛星列為1 958年的第一號任務,代號為“581”。為實現規劃任務,中國科學院成立了581組,專門研究衛星問題。581組組長是錢學森,副組長是趙九章、衛一清,成員有楊剛毅、武汝揚、顧德歡、華壽俊等。另設技術小組,由錢學森和趙九章主持。經常參加581組會議的有陸元九、楊嘉墀、陳芳允、呂保維、馬大猷、孫湘、孫健、王正、吳幾康、施履吉等。
與此同時,中國科學院成立了三個設計院:第一設計院負責衛星總體設計和火箭研制,為便于與上海市合作,11月遷上海,改名為上海機電設計院;第二設計院負責研制控制系統,分三個研究室,業務方向分別是姿態控制系統仿真,遙控遙測和運動物體控制;第三設計院負責探空儀器研制與空間環境的研究,趙九章、錢驥擔任科技領導。
581組夜以繼日,奮力拼搏,緊張工作兩個多月,通過與院內外31個單位通力協作,完成了運載火箭結構的初步設計和搞出了載有多種高空環境探測儀器及動物艙的兩種探空火箭頭部模型,為自力更生發展我國空間事業邁出了可喜的第一步。
這年國慶節,在中科院自然科學躍進成果展覽會上,一套趕制出來的運載火箭設計圖、地面雷達照片以及衛星、火箭模型驚動了中央,毛澤東、周恩來、劉少奇等紛紛前去參觀。可沒人知道,這是中國科學家點著蠟燭,趴在租住的北京西郊西苑旅社的水泥地上,用一把老虎鉗、兩把銼刀、幾張鋁皮和三合板設計制作出來的。
大力聚集和培養人才
衛星技術是尖端技術之一。如果掌握了它,可以使我國的科學技術實現新的跨越。張勁夫向中科院建議:一是大力聚集和培養人才,二是積極爭取外援。
人才問題,一方面是增加科技人員,另一方面是配備實驗室和工廠技術工人。技術工人的來源,中科院請解放軍總政治部幫助科學院調配8000名年輕的復員技術兵;請鐵道部呂正操部長支援一批老工人,1 959年分配到有關所和工廠。
科技人員當時只靠國家分配大學生遠遠不夠。1 958年初,中科院就研究采取“全院辦校,所系結合”的方針,辦一所新興學科為主的大學——中國科學技術大學。5月上報,6月批準,8月招生。當日寸校舍還沒有著落,火燒眉睫。楊尚昆同志將中央管轄的北京玉泉路一處軍產批給科技大學作校址。張勁夫與郭沫若院長去看那個地方,一位少將已經迎候在大門口。見面就說:“我已經明白了來意,我們立即行動,很快騰空。”學生宿舍不夠,李富春副總理批給幾萬平米的教學樓和宿舍,中國科學技術大學得以按時開學。
中國科學院科學技術大學開設了一系列有關空間技術的課程,包括錢學森講《星際航行概論》,趙九章講《高空大氣物理學》,陸元九講《陀螺及慣性導航原理》等,后來這些學生成了我國航天科技的骨干。
積極爭取外援,主要還是前蘇聯的援助。1958年10月中旬,中國科學院組織了大氣物理代表團去蘇聯考察,團長是趙九章,成員有衛一清、錢驥、潘厚任等。在蘇聯期間,他們參觀了一些科研單位,看到一些高空探測儀器及科技展覽館展出的衛星模型,考察了一些天文、電離層、地面觀測站等。1 959年初代表團回國,在總結中認為,發射人造地球衛星我國尚未具備條件,應根據我們的實際情況,先從火箭探空搞起。他們的這一建議正符合當時中央關于衛星工作的指示精神。
中央撥巨款發展衛星技術
1958年11月,張勁夫作為候補中央委員在參加武昌八屆六中全會期間,向中央書記處匯報科學家們對研制人造衛星的意見和計劃,得到會議的贊同,中央政治局研究并決定撥2億專款支持科學院搞衛星。經過李先念副總理批示,中央專款當年年底到位。
這些錢怎樣用,如何花到點子上?中科院黨組經過認真征詢科學家們的意見,慎重地研究確定:專款重點用來建設迫切需要的高能燃料、火箭發動機和上海機電設計院運載火箭兩個研究設計試驗基地,以及水聲工作站,風洞,581實驗室,1 09廠,上海、大連、長春高能燃料研究室和電子、自動化、高溫金屬、光學等4個配套工廠。
考慮到火箭推力對衛星發展的制約,錢學森主張科學院先行一步,研究高能燃料。1 958年科學院召開了高能燃料會議,組織北京、上海、大連、長春四大化學所,戲稱“四大家族”的精兵強將,開展液體、固體高能燃料的研制,并探索固液型、游離基及重氫燃料。有了專款,從1959年起,北京火箭發動機試車基地、力學所的風洞、上海機電設計院的火箭、北京581廠的遙控儀器、1 09廠的半導體元件研究設施,先后都建立起來了。
為了解決研究工作中需要搞許多非標準設備的問題,中國科學院在北京、上海嘉定、山西太谷三地建立了三個科學儀器廠,承擔衛星無線電設備的加工
生產。這三個工廠成了衛星本體加工生產、總裝測試的主力工廠。
衛星要上天,需要做很多工作。其中很難的一件事,就是研制所有裝在衛星上面的儀器,要在地面上建一個平臺,模擬高空真空環境,儀器在這個地方運轉先試驗好;送生物上天,也要在北京建立高空模擬實驗設備,就是衛星上天以后儀器怎樣運轉,在地面真空的條件下,所有的儀器、生物等等,都要先進行試驗。再加上衛星本體,搞什么儀器等。例如熱控:衛星在空中運行時,向陽面溫度高達攝氏100度以上,背陰面低至攝氏零下1 00度以下,而儀器設備必須保持在攝氏零下5度至零上40度范圍內才能正常工作。力學所的后起之秀,后來擔任了中國空間技術研究院院長的閔桂榮等通過大量的測量、試驗、計算和理論分析,采用兩個所研制的多種溫控涂層,使儀器艙內溫度達到總體設計要求。
大腿變小腿衛星變探空
由于三年經濟困難,兩位中央常委、副總理陳云、鄧小平分別對張勁夫說:“衛星還要搞,但是要推后一點,因為國家經濟困難。”隨后,調整空間技術計劃,提出“大腿變小腿,衛星變探空”的工作方針,決定調整機構、停止研制大型運載火箭和人造衛星,把工作重點轉向研制探空火箭上來。這次調整不是任務下馬,而是著重打基礎,先從研制探空火箭開路,開展高空探測活動;同時開展人造衛星有關單項技術研究,以及測量、試驗設備的研制,為發展中國航天器技術和地面測控技術做準備。
1 960年5月28日,毛主席、楊尚昆等到上海新技術展覽會尖端技術展覽室參觀了T-7M火箭。當匯報這是沒有蘇聯專家,沒有資料,依靠自己的專家設計研制而成時,毛主席連聲稱好,并詢問火箭可飛多高,回答能飛8千米,毛主席說:“8公里那也了不起!”“應該是8公里、20公里、200公里,搞上去!”
1961年4月前蘇聯載人飛船進入太空,引起我國科技界和國防部門的極大關注。中國科學院組織了星際航行座談會,由裴麗生副院長主持,每一次由一個專家主講一個專題。
6月3日的第一次座談會由錢學森作題為《今天蘇聯及美國星際航行中的火箭動力及其展望》的中心發言;第二次由趙九章講《衛星的科學探測和氣象火箭測量》。每次中心發言后,他們都請科學家各抒己見,暢所欲言。人們得出一個共識,搞衛星,實際與導彈是互為表里,互為作用的,發射衛星與發射導彈所需要的火箭加速是一回事。大家還就發射衛星是用二級還是三級火箭進行過不同意見的熱烈討論。后來相繼報告和討論了衛星的通信和測控、衛-星本體溫度控制等各種科技問題。
座談會延續3年,共舉辦12次,提出了許多有益的設想和建議,這不僅活躍了學術思想,而且為后來的衛星上馬提供了知識儲備。
藍圖孕育在赤子心中
1964年,我國經濟形勢好轉和中近程導彈發射成功。當年12月三屆人大會議期間。趙九章上書周總理,認為抓衛星工作是時候了。與此同時,錢學森致函聶榮臻副總理,也建議早日制訂衛星計劃,列入國家任務。
1955年5月6日,在周總理主持召開的中央專門委員會第十二次會議上,做出了關于發展人造衛星研制工作的決定:以中國科學院為主,負責發射人造衛星的總體設計和技術抓總,由四機部、七機部及總后勤部軍事醫學院等部門協作。從此,中國第一顆^,造衛星的研制任務正式啟動。
8月中旬。科學院決定成立三個組織:衛星任務領導小組,組長谷羽、副組長楊剛毅、趙九章;衛星總體設計組,組長趙九章,副組長郭永懷、王大珩;衛星任務辦公室,主任陸綬觀。1966年1月,宣布成立中國科學院衛星設計院,代號651設計院,公開名稱科學儀器設計院,趙九章任院長,楊剛毅任黨委書記,錢驥等為副院長。
1 965年7月1日,《中國科學院關于發展我國人造衛星工作的規劃方案建議》呈報到中央專委。這個建議就發射人造衛星的主要目的,10年奮斗和發展步驟,我國第一顆人造衛星可供選擇的三個方案,衛星軌道選擇和地面觀測網的建立,重要建議和措施等5個問題作了論述。還有三個附件:國外空間活動及人造衛星發展概況;六種主要人造衛星的本體設計方案;人造衛星軌道設計方案。8N9、10日,中央專委第十三次會議討論并原則批準這個規劃方案,確定國防科委負責組織協調;科學院可先按此規劃開展工作。
1965年10月20日至11月30日,中國科學院受國防科委的委托,在北京主持召開了中國第一顆地球衛星總體方案論證會。參加會議的有國防科委、國防工辦、國家科委、總參、海軍、炮兵、一機部、四機部、七機部、通信兵部、郵電部、發射基地、軍事醫學院和中國科學院有關研究所,與會代表120名。
中科院裴麗生副院長主持這次會議,會期長達42天。會議對重大問題進行了反復的慎重的討論,確定我國第一顆衛星為科學試驗衛星,主要為發展我國對地觀測、通信、廣播、氣象、預警等各種應用衛星。取得基本經驗和設計數據。
具體任務是:(1)測量衛星本體的工程參數;(2)探測空間環境參數;(3)奠定衛星軌遘參數和遙測遙控的物質技術基礎。大家一致同意中國第一顆衛星在重量、壽命、技術等方面,都要比蘇、美第一穎衛星先進,并做到“上得去、抓得住、測得準,報得及時,聽得到、看得見”。并慎重初戰,努力做到一次成功。
總體組何正華建議:第一顆衛星為一米級,命名為“東方紅一號”,并在衛星上播放《東方紅》樂曲,讓全世界人民聽到,得到與會專家的贊同。
運籌在地面決勝于九天
中國科學院于1965年9月開始組建衛星設計院,在技術負責人錢驥主持下,進行第一顆人造衛星總體方案論證。與此同時,中國科學院組建701工程處,由陳芳允負責,開展地面觀測系統的方案論證,進行臺站的規劃、選點,安排地面設備研制;第七機械工業部第八設計院在王希季總工程師的主持下,進行第一顆人造衛星的運載火箭方案的論證。
發射衛星最重要的是地面跟蹤測軌問題。試想一顆幾米尺度的衛星送上軌道后,就像幾千米之外的一只蒼蠅,如果不能緊緊抓住,如何去找它'因此,發射衛星,首先要把衛星運行規律、軌道計算、測量、預報以及跟蹤站的布設等搞得一清二楚。
1 966年1月~3月,在651設計院組織有關專家對短弧段跟蹤定軌進行大量模擬計算和分析研究的基礎上,肯定多站多普勒獨立測軌的方案,使我國中低軌道衛星的跟蹤測軌系統形成中國自己的特色。
而正當“東方紅一號”進人攻堅階段時,“文化大革命”的大火燒進了中國科學院。為平定局勢,周恩來向毛主席建議批準對國防工業部門的科研院所實行軍管,1967年1月之后,科學院衛星研制科研隊伍、試驗基地、科研設施、工廠,以及研制任務一起交給了國防部
門,混亂的局面才穩定下來。但遺憾的是科學巨匠趙九章卻服藥自殺。
1967年3月17日,周總理宣布對從事衛星工程研制單位實行軍事管制。并讓他的聯絡員通知人造衛星研制各大系統,把從事這項工作的人員名單造冊直接報到他的辦公室,以減少文化大革命對研制工作的干擾。周總理還多次批示,研制任務由錢學森掛帥,并決定從299個單位抽調1356人,集中進行衛星和火箭的研制工作。
1967年11月,為使“東方紅一號”衛星不間斷地開展工作,組建了“東方紅一號”衛星本體生產指揮部——651生產指揮部,651生產指揮部拿著國防科委的“尚方寶劍”,從衛星設計、生產、試驗和物資保證,一竿子插到底,指揮調試衛星研制過程中每一個關鍵環節。
1968年2月,中國空間技術研究院成立。院長錢學森推薦年僅37歲的孫家棟負責衛星的總體設計工作。但在那個派性爭斗的年代,抽調人員卻成了頭痛的事情,弄不好會挑起事端,影響全局。經過兩個月的研究,孫家棟最后挑選出18人,這就是后來著名的“航天十八勇士”:戚發軔、沈振金、張福田、朱福榮、孔祥才、韋德森、尹昌隆、王壯、彭成榮、楊長庚、張云逸、王大禮、鄭忠琪、劉澤光、魯力、林殷定、王一方、洪玉林。
一顆螺絲釘也不要放過
1 970年1月30日,供預期飛行實驗用的兩極火箭發射成功,標志著我國已經具備發射衛星能力。與此同時,廣大科技工作者們忍辱負重,殫精竭慮,先后完成了空間模擬實驗和地面測控跟蹤系統。4月1日,裝載衛星和火箭的專列秘密運到酒泉衛星發射基地。
4月2日晚上7點半,周恩來召集科學家在人民大會堂專門聽取第一線的情況。人們不會忘記,年過古稀的周恩來,趴在地毯上和科學家們一起查看地圖,測算衛星飛越世界各城市的時間,他親自將一些非洲國家的首都寫在預報方案中,要讓這些第三世界國家也能看到中國的衛星。
12天后,錢學森和其他專家一道,再次乘專機到北京向周恩來作發射前的匯報。而讓錢學森為難的是,假如發射不成功,衛星上的《東方紅》樂曲不但上不了天,反而會葬身大海,這又是一個政治問題。為此錢學森想在火箭的第三級上加一個“過載開關”。但如果發射成功,衛星上天后“開關”出現問題,就聽不見《東方紅》。那么也同樣是件大事情。怎么辦?周恩來聽說后,和專家們慎重商量,最后要求專家們寫出書面報告,匯報中央。
4月16日,周恩來親自打電話通知國防科委:中央同意摘掉“過載開關”,并批準衛星和運載火箭轉入發射陣地。他在電話里跟羅舜初說:“發射現場一定要一絲不茍地檢查,一個螺絲釘也不能放過!”
4月17日,“長征一號”運載火箭和“東方紅一號”衛星順利進入2號發射陣地。1 8日,火箭與衛星開始垂直測試。19日,各分系統測試。4月20日,周恩來再次打電話叮囑:“安全可靠,萬無一失,準確入軌,及時預報。”
衛星發射的通訊網絡是以酒泉衛星發射基地為中心,遍及全國。而當時全國所有的線路全部是靠電線桿拉的明線。只要有一處損壞,則通訊全部中斷。為此總參和郵電部專門作了安排,并由有關部門下令在所有沿線路途上,無論白天黑夜,每一根電線桿下部站著一個值勤的民兵,防止階級敵人搞破壞。
《東方紅》樂曲響徹寰宇
1970年4月24日下午3點50分,周恩來總理打電話告訴羅舜初:“主席批準了今晚的發射!”
21時34分,發射指揮員楊恒下達了“一分鐘準備”的口令。
21時35分,發射控制臺操縱員胡世祥按下了發射電鈕。
21時48分,星箭分離,衛星入軌。
21時50分,國家廣播事業局報告,已經收到衛星播送的《東方紅》的樂曲。此刻的灑泉和北京一下子進入了歡樂的海洋,《東方紅》從太空傳遍了世界。后來。廣播事業局送給毛主席兩盤遙測信號和《東方紅》樂曲的原始錄音帶,這珍貴的記錄一直伴隨著毛澤東最后的歲月。
此時的周恩來卻異常冷靜,在接到新聞公報后說:“我們先等一等。把公報中的有關參數搞準確了,等美國公布后,作個比較,然后再公布于世。”說完在新華社的發稿單上鄭重地簽上姓名,便連夜飛往廣州,趕去參加第二天由越南、越南南方、老撾、柬埔寨領導人召開的“三國四方會議”。
4月25日,“美國之音”搶先向世界發布了中國發射衛星的消息,并公布了“東方紅一號”的人軌參數。結果與中國相差無幾。
正準備進人會場的周恩來知道這一消息后,一走進會場就高興地說:“為了慶祝這次會議的成功。我給你們帶來了中國人民的一個禮物,這就是昨天中國成功地發射了第一顆人造地球衛星!……”中國成為世界上第五個發射衛星的國家。
“東方紅一號”發射成功7天后的五一勞動節,這天晚上的天安門沸騰了,不僅僅因為“東方紅一號”衛星要經過天安門上空,而且毛主席、周總理還要在天安門城樓接見錢學森、任新民、戚發軔、王盛元等17位代表組成的“衛星功臣代表團”。與他們一起看衛星,度良宵,一起通過半導體收音機收聽從遙遠的太空傳來的“東方紅太陽升,中國出了個毛澤東”的音樂。
(感謝潘厚任、陳中青、王春河等先生接受采訪和提供寶貴資料)
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“長征一號”是為發射我國第一顆人造地球衛星東方紅一號而研制的三級運載火箭。它的一,二級火箭采用當時的成熟技術,并為發射衛星做了適應性修改,第三級是新研制的以固體燃料為推進劑的上面級。1 967年11月,決定由中國運載火箭技術研究院負責研制。1968年初,完成了火箭的總體設計,之后又用了兩年左右的時間完成了各種大型的地面試驗。
火箭全長29.86米。翼展3.81米,起飛質量81.57噸,起飛推力112噸,運載能力為300千克(440千米圓軌道,傾角70度)。入軌精度:近地點440千米時,高度偏差±4千米。軌道面傾角偏差±1.5度。