錢學森指導下的早期衛星準備工作

朱毅麟

（中國空間技術研究院，北京 100094）

中國最早的民用空間技術研究機構——上海機電設計院成立于1958年，其前身為中國科學院的1001設計院，受中國科學院和上海市雙重領導，成立時的任務是研制人造衛星及發射衛星的運載火箭。后來，鑒于當時我國的經濟基礎薄弱，技術水平還較低，研制運載火箭和衛星的基本條件尚不具備，從1959年起，設計院的任務就由研制衛星和運載火箭轉為研制探空火箭[1]28。

1960年2月和1961年9月，上海機電設計院先后發射成功我國第一枚液體探空火箭T-7M 及其擴展型T-7，下一步的任務是在提高探空火箭的性能和飛行高度的同時，啟動我國的人造地球衛星的研究發展工作。

1963年1月，國務院調整從事研究發展導彈和火箭任務的組織機構，決定將上海機電設計院劃歸為國防部第五研究院建制。國防部第五研究院成立于1956年，是我國唯一的承擔導彈與火箭研究、設計和制造的國防尖端技術研究單位。

1 成立四人研究小組

20世紀60年代初，通信、氣象、導航、照相偵察等衛星剛剛誕生，它們究竟能不能應用，效果如何，不僅普通老百姓不知道，就是研制和發射它們的外國科學家也并不清楚，也還處在探索試驗之中。在中國（當時，毛澤東主席的“我們也要搞人造衛星”的指示尚未發表，內部也未傳達），只有錢學森先生等極少數科學家對人造衛星和空間技術（當時稱為“星際航行”或“宇宙航行”）有所了解，并積極主張發展。在國防部第五研究院，發展導彈武器為國防建設服務，是它唯一的、壓倒一切的中心任務。乃至于從事人造衛星研究理所當然地被認為是“不務正業”。

當時，錢學森先生身兼國防部第五研究院副院長和中國科學院力學研究所所長兩個領導職務。他在為我國導彈與火箭技術發展嘔心瀝血之余，時刻把我國未來的衛星和空間事業掛在心懷。1962年，我國研制、發射成功中近程火箭，并啟動了中程火箭的研究工作。火箭是發展人造衛星的前提。錢學森先生高瞻遠矚地認為，應盡早為發展人造衛星做一些先期準備工作。首先，必須培養少數技術帶頭人，讓他們掌握必要的人造衛星的技術知識，以便為以后全面開展研制工作創造條件。以自己精湛的學識為國家培養更多的人才，是錢學森先生自1955年返回祖國以后身體力行的一貫主張和強烈愿望。他建議上海機電設計院選派四名年輕技術人員到國防部第五研究院來，由他親自指導，開展人造衛星研究設計的先期準備工作。

經上海機電設計院副院長楊南生和總工程師王希季的推薦，設計院派出了孔祥言、李頤黎、褚桂柏和我四名年輕人，組成研究小組，赴京受命。我們四人雖然年齡都不滿30歲，但是已經擁有3～8年的實際工作經驗。

錢學森先生是卓越的力學專家。他認為力學是一門技術科學，力學工作者既具備深厚的理論基礎，又擁有潛在的工程設計能力，他們有可能較快地掌握人造衛星的基本設計技術，所以被推薦的四人所學的專業都是力學。李頤黎和孔祥言都畢業于北京大學數學力學系；褚桂柏在交通大學畢業后曾在上海力學研究班進修過；我是以錢學森和錢偉長兩位力學大師為正副主任的、中國科學院與清華大學合辦的工程力學研究班首屆畢業生，曾在北京鋼鐵學院（現北京科技大學）任力學助教。

1963年1月，春節剛過，我們四人小組到北京國防部第五研究院報到。錢學森副院長說，我們四人將在他的指導下工作一年或稍長一點的時間，任務是收集和學習國外人造衛星和其他航天器的技術資料，并在此基礎上編制我國衛星和空間技術的發展規劃。

錢學森副院長在領導導彈研制的繁忙工作中，抽出時間每星期召見我們一次，從未中斷過。在每次大約三到三個半小時的時間里，先聽取我們報告一周來準備工作的進展，包括收集到的參考資料的名稱、大致內容、學習進展情況和下一步打算；然后告訴我們怎樣學習和分析參考資料，并提出一些問題，例如，有一次他問“太陽同步軌道”是怎么回事，讓我們帶著問題學，加深理解。他特別強調，對國外的資料要獨立思考，善于分析，千萬不要人云亦云。

2 衛星準備工作

為了引導我們盡快步入衛星和星際航行這一尖端科技（當時不叫“高科技”）的殿堂，錢學森先生采取了三種方式培養我們。

2.1 收集和學習參考資料

錢先生把我們安排到國防科學技術委員會所屬的國防科技情報研究所（現隸屬中國人民解放軍總裝備部）上班，便于我們收集和學習衛星和其他航天器的參考資料。情報所為我們提供了專用辦公室，并派該所的研究人員史珍同我們一道工作，幫助我們從該所的圖書館和資料室查找和借閱資料。

參考資料基本上都是英文的，俄文資料很少。而僅有的一本名叫《火箭技術》的俄文期刊，其中大多數文章也都是從英文雜志上翻譯過來的。那時，我國的大、中學生在學校學的外語都是俄語，所以我們在學習參考資料的技術知識的同時，還要不斷提高英語的閱讀能力。我在中學時代（1949年以前）學過多年英語，因此閱讀英文資料還比較順利。

在人造衛星方面，我們收集和學習了“泰羅斯”（Tiros）氣象衛星、“發現者”（Discoverer）返回式偵察衛星、“子午儀”（Transit）導航衛星、“回聲”（Echo）無源氣球通信衛星、“電星”（Telstar）有源通信衛星、世界上第一顆地球靜止軌道通信衛星“辛康”（Syncom）等的資料。我們對“泰羅斯”和“發現者”兩種衛星特別感興趣，因為前者公布的資料十分詳盡，后者則具有潛在的國防用途；因此盡可能詳細地收集和研究這兩種衛星的資料，這對我們后來的工作起到了重要作用，特別是對“發現者”衛星的了解，加之我們懷著一股爭口氣的思想，促使我們早在1966年就開始設計返回式衛星，最后使我國在36年前就一躍而成為世界上第三個擁有返回式衛星的國家。

我們還收集和研究了加拿大第一顆人造衛星“百靈鳥”（Alouette）、英國第一顆人造衛星“羚羊”（Ariel）和美國第一個月球探測器“徘徊者”（Ranger）的資料；在載人航天方面，我們詳細地了解了美國的“水星”（Mercury）計劃和當時正在執行中的“雙子星座”（Gemini）計劃的情況。

根據錢先生的指示，我們應在學習、了解國外空間技術發展情況的基礎上，提出我國1964-1973年十年空間技術的發展規劃。于是，由我先起草規劃初稿，然后四人一起討論、修改、補充，經過一個星期的突擊工作，我們在1963年秋完成了一份顯然十分粗略的《1964-1973年中國空間技術發展規劃》（草案）。盡管這個規劃可能是閉門造車，但它畢竟是我國航天發展史上最早的空間技術發展規劃（草案），由于沒有存檔，今天也就無從查考了。也許就是從那時起，為我后來從事我國空間科技發展戰略與規劃研究邁出了第一步。

2.2 講授星際航行概論課

錢先生培養我們的第二種方式是交給我們為中國科技大學學生講授星際航行概論課的任務。“星際航行”與“宇宙航行”、“空間飛行”等詞，自20世紀70年代末以來，根據先生的倡議，后來都統一改稱為“航天”。錢先生從1961年起在中國科技大學開設星際航行概論課。他在講課基礎上撰寫的《星際航行概論》[2]專著于1963年正式出版。全書共有十四章，見圖1。

圖1 《星際航行概論》目錄內容Fig.1 Contents of“An Introduction to Interstellar Flight”

該書不僅囊括了空間技術的基本理論知識，而且凝聚著他本人在指導中國發展導彈和火箭事業中所獲得的第一手實踐經驗。48年前，先生就在書中正確、鮮明地指出了星際航行（航天）技術的高度綜合性，實踐的復雜性和艱巨性：

“它幾乎包括了所有現代科學技術的最新成就，像近代力學、原子能、特種材料、高能燃料、無線電電子學、計算技術、自動控制理論、精密機械、太空醫學等。星際航行的更進一步發展不但將對上述學科，像植物學、動物學、生物物理、生態學、遺傳學、地質學等提出研究課題，使這些學科也得到以前未有的推動力，并向新的方向發展。一句話，星際航行是組織和促進現代科學技術的力量；星際航行可以廣泛地帶動各門科學前進。”

“星際航行事業的每一個部門，研究、設計、試驗、制造、發射、通訊都需要一個龐大的組織，都需要一個千萬名科學家、設計師、工程師、技師、技術員、工人和其它人員組成的隊伍。這些部門進行工作所需要的設備在質上要求是最高的，在量上也多；因此，沒有一個強大和各方面成套的工業，沒有一支多種學科和人數眾多的科學技術隊伍，就不可能設想全面地開展星際航行工作。”[2]

這些話已成為經典，至今常被人們引用。

《星際航行概論》不僅為我們提供了難得的學習材料，而且是一本很適用的教材，大大方便了我們備課。我們四人分擔了從1963年9月到1964年1月一學期的講課任務。我講授該書的后半部分，即第九章到第十四章。

教育界有一句諺語：“為了給學生一杯水，老師得準備一桶水。”為了完成講課任務，我們不得不認真鉆研《星際航行概論》，并參考大量的文獻資料，寫出了幾十萬字的讀書筆記，編寫了一系列教案和講稿。如果說，收集和學習參考資料，使我們開闊眼界，廣泛了解國外衛星和空間技術的發展動態，那么，講授概論課，使我們大大加深了對有關星際航行和航天器技術知識的理解。

學期結束，錢先生收集了學生對我們講課的反映，說我的講課學生們評價最高，使我很受鼓舞。先生曾囑咐我們幫他修訂《星際航行概論》，補充有關衛星和航天器技術的最新內容，以便再版。他還將《航空知識》編輯部謝礎同志對該書文字的修改意見轉給我們，供修訂參考。遺憾的是，后來由于種種原因，我們沒有完成，辜負了先生的一番厚望。今天，隨著我國航天事業的發展，有關航天技術的各類書籍陸續編著出版，但是先生這本書是我國最早的有關航天技術概論的學術著作，具有啟蒙和引領的歷史意義，是上世紀人們系統學習航天技術知識的唯一讀物。不久前，該書又出版新簡體字本，向國內外發行。

2.3 擔任星際航行座談會的秘書

錢先生培養我們的第三種方式是讓我們擔任星際航行座談會的秘書。該座談會是1961年由錢學森、趙九章、竺可楨等知名科學家發起、不定期舉行的學術活動。每次座談會上，由一名某一學科或技術領域的專家就自己專業與星際航行相關的問題作學術報告，然后自由發言，各抒己見。從1961年到1964年的三年間，星際航行座談會共舉行了12次。

星際航行座談會的日常行政事務另有中國科學院的工作人員負責。錢先生讓我們擔任座談會秘書的職務，其實并無實質性工作要做，而是讓我們有機會跟他一起去參加座談會，聽學術報告，從中獲得更多的星際航行知識。有一次，由一位空間醫學專家作空間生理學和生物學報告。討論中，先生說，運載火箭振動對人體的影響是載人航天必須研究的重要問題。首先應分析振動對人眼球的影響，從力學觀點看，人的眼眶就像是一個彈性支座，眼球就像彈性支座上的質量。它的共振頻率是可以計算出來的。先生的分析，既嚴格科學，又生動風趣，讓我們大開眼界，也引起與會者的極大興趣和交口贊賞。

為了讓我們從感性上具體了解導彈和火箭，先生還親自帶著我們到地處北京南郊的國防部第五研究院一分院（現在的中國運載火箭技術研究院）的總裝車間參觀火箭總裝，到北京西南郊的101試驗站觀看火箭發動機熱試車。

在錢先生的悉心指導下，經過一年多的學習，我們初步掌握了星際航行和衛星設計的基礎知識。1964年春，我們四人先后返回上海機電設計院。

3 成立人造衛星研究室

1964年春，在錢先生的推動下，上海機電設計院以我們四人為骨干，從院內其他研究室調來技術人員，成立了第七研究室，從事人造衛星的設計工作，以后又陸續補充了大批1964年、1965年的應屆大學畢業生。

第七研究室包括5個工程組，即總體設計、結構與溫控、姿態控制、電源和跟蹤遙測遙控。1964年5月，我們開始了我國人造衛星的可行性研究和初步方案設計。衛星設計是一項復雜的系統工程，需要綜合應用多種科學與技術成果，不僅需要靠我們自己的技術能力，而且要尋求上海以至全國有關研究單位和工業部門的合作和支持。為了了解有關研究所和工廠的技術條件和水平，承擔衛星分系統和設備的研制能力，我們先后訪問了華東技術物理研究所（現上海技術物理研究所）、上海電池廠、上海光學機械研究所、上海無線電研究所，以及上海的其他有關單位。

由于人造衛星的研制是一項國家規模的任務，它的正式啟動必須得到國家的審查和批準。在沒有國務院的有關決策和任務分工指示的情況下，上海機電設計院領導不敢放手工作，采取“等著瞧”的態度。同時，我們接到上級指示，不要到上海以外的地方去調研。因此，衛星設計工作進展遇到困難。

4 錢先生的及時鼓勵

我們滿懷熱情地做了一段設計工作后，發現工作難以深入，情緒有些低落，這一情況傳到了在北京的先生那里。他在1964年11月11日同我討論遠程星際航行問題的來信中語重心長地說：“聽說你們現在工作還有不少困難，任務也不夠具體，必須以革命者的干勁來沖破層層障礙！希望你深思！”[3]

錢先生的信給了我們巨大的鼓舞，增強了我們克服困難的信心。在他的開導下，我們重樹信心，在客觀條件允許的范圍內積極主動地開展工作，終于在1965年5月完成了我國人造衛星的方案設想。不料，衛星方案設想完成之日，就是早期準備工作結束之時。因為形勢發生重大變化，上海機電設計院的建制和任務都要重新調整。事實上，1965年1月，錢學森等科學家在向國務院的建議中提出：

“自蘇聯1957年10月4日發射第一顆人造衛星以來，中國科學院和國防部五院對這些新技術都有過考慮。現在看來，彈道火箭已有一定基礎，中遠程火箭進一步發展，即能發射一定重量的衛星，計劃中的遠程火箭無疑也有發射人造衛星的能力。工作是艱巨復雜的，必須及早開展有關研究，到時才能拿出東西來。因此要早日列入國家計劃，促其發展。”[1]39

與此同時，中國科學院提出了《關于發展我國人造衛星工作的規劃方案建議》。1965年4月，國防科委提出了1970年至1971年發射我國第一顆人造衛星的設想；衛星本體由中國科學院負責研制，運載火箭由七機部（原國防部第五研究院）負責研制。根據七機部的決定，1965年8月上海機電設計院遷至北京，改名為七機部第八設計院，除繼續研制探空火箭外，承擔研制我國第一顆人造衛星運載火箭的任務。我們的衛星方案不得不束之高閣。至此，錢先生指導下的為我國人造衛星發展所作的早期準備工作宣告結束。然而，在先生的指導、培養和推動下形成的、以七機部八院第七研究室為主的衛星研究設計隊伍，成為我國后來研制人造衛星的主力軍之一，并在我國空間技術發展戰略研究、返回式衛星、載人飛船和月球探測器的研制中發揮了骨干和指導作用。

晚年，錢學森先生仍然時刻關心我國航天事業和科技事業的發展，關心我國科技人才隊伍的培養，提出要培養世界級高水平杰出人才的建議。如今，先生雖然永久地離開了我們，但他的音容笑貌猶在眼前，他的諄諄教導常響耳邊。在紀念先生誕辰100周年之際，當年直接聆聽過他的教誨的人，接受過他的學術思想指導或影響的人，更加懷念他，敬重他！先生熱愛祖國的奉獻精神、深遠邃密的學術思想、嚴謹求實的治學態度、誨人不倦的無私品格，將永遠是我們航天人、科技工作者和廣大青少年學習的榜樣，鼓勵我們為我國的航天和科技事業的發展，為建設創新型國家而努力奮斗。

（References）

[1]張鈞.當代中國的航天事業[M].北京：中國社會科學出版社，1986

Zhang Jun.China today：space industry[M].Beijing：China Social Sciences Press，1986（in Chinese）

[2]錢學森.星際航行概論[M].北京：科學出版社，1963

Qian Xuesen.An introduction to interstellar flight[M].Beijing：Science Press，1963（in Chinese）

[3]錢學森.錢學森書信[M].北京：國防工業出版社，2008

Qian Xuesen.Qian Xuesen’s letters [M].Beijing：National Defense Industry Press，2008（in Chinese）