“東方紅一號”解密

胡文媛

今年4月23日，中國首艘貨運飛船“天舟一號”與首個真正意義上的空間實驗室“天宮二號”成功交會對接。空間實驗室任務(wù)的順利實施，標志著中國正穩(wěn)步邁向“空間站時代”。

為什么選擇4月23日？這要從我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”發(fā)射成功說起。

1970年4月24日，我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”發(fā)射成功，拉開了中國人探索宇宙奧秘、和平利用太空、造福人類的序幕。一曲悠揚的《東方紅》樂曲在浩瀚太空奏響，宣告了中國進入航天時代。2016年，國務(wù)院批復將每年4月24日設(shè)立為“中國航天日”。成績永遠屬于昨天，未來才是追逐的目標。為了早日實現(xiàn)飛天夢，在舉國歡慶的時刻，中國航天人把目光投向更遠方。

聽得見

在宇宙“唱”響《東方紅》的“神器”長什么樣？在中國航天科技集團五院502所里保存著“東方紅”樂音盒的“雙胞胎”兄弟——備份樂音盒。這個小兄弟保存完好，金色外殼和“東方紅”三個字锃亮發(fā)光。它的“孿生哥哥”是怎么“唱”《東方紅》的呢？

科研人員從火車站的鐘聲中受到啟發(fā)，用電子線路模擬鋁板琴演奏清晰悅耳的《東方紅》樂曲。從“音鍵”的選擇、調(diào)配，到所有元器件、材料和測試儀器，經(jīng)過上百次試驗，終于取得了令人滿意的效果。

測控站將接收到的東方紅一號衛(wèi)星傳回的音樂信號錄制成磁帶，專機送往北京，供中央人民廣播電臺向全世界廣播。當年在發(fā)射東方紅一號的酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心測量站任技師的侯同來說：“我專門跑到主機房去聽衛(wèi)星播送的《東方紅》，覺著特自豪！”東方紅一號發(fā)射成功，標志著中國成為世界上第五個能夠獨立研制和發(fā)射人造衛(wèi)星的國家。

新加坡《民報》當時報道：“中國成功地發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，從天外飛來的音波，不但震蕩了舉世的人心，也使美、蘇兩國聞之相顧失色。”1957年10月4日，世界上第一個人造地球衛(wèi)星由蘇聯(lián)發(fā)射成功。它的呼叫信號是滴滴答答的電報碼，遙測信號是間斷的。

看得見

東方紅一號的外形為近似球體的72面體。盡管72面體的外形設(shè)計能使衛(wèi)星在旋轉(zhuǎn)時閃閃發(fā)光，但由于衛(wèi)星直徑只有1米，本體亮度只相當于六等星。聰明的中國人自有辦法，七機部第八設(shè)計院（現(xiàn)中國航天科技集團五院，508所）專家們想出了“借箭顯星”的妙招。

長征一號第三級火箭跟衛(wèi)星一起入軌，如果能找到火箭，就能找到東方紅一號了。專家們做了一條聚酰亞胺綢“圍裙”，把第三級火箭包起來，表面鍍上鋁。火箭隨衛(wèi)星入軌后，“圍裙”撐開直徑達4米。陽光照射下，亮度接近可觀察的二等星。1970年4月25日晚8點29分，衛(wèi)星飛經(jīng)北京上空。大地沸騰了！在全國各地，人們激動地仰望著太空，仔細尋找著那顆中國星。許多4月24日這天出生的嬰兒，不約而同地有這樣一個名字——“衛(wèi)星”。

當時，我國對衛(wèi)星飛經(jīng)各國首都上空的時間進行了預報，以便各國觀測，在國際上引起強烈反響。東方紅一號衛(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，均超過了蘇美等國首顆衛(wèi)星的水平。

上得去

“運載火箭的能力有多大，航天的舞臺就有多大。”運載火箭進入空間的能力是探測和利用空間的前提與基礎(chǔ)。長征一號標志著中國具備了進入空間的能力，標志著中國駛?cè)肓俗呦蛱盏摹翱焖俾贰薄?/p>

雖然，東方紅一號“小幾歲”，但是把它送入太空的我國第一枚運載火箭長征一號也是“蠻拼”的。從托舉各國第一顆衛(wèi)星的質(zhì)量記錄看，長征一號“舉重若輕”。來自長征系列火箭的搖籃——中國航天科技集團一院的數(shù)據(jù)顯示：中國第一顆人造衛(wèi)星質(zhì)量比前4個國家首顆衛(wèi)星的質(zhì)量總和還要多近30千克。

在地球上向遠處發(fā)射炮彈，當炮彈速度達到7.9千米/秒時，不再落回地面，而繞地球做圓周飛行。這就是第一宇宙速度V1，也是人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動必備的速度。長征一號運載火箭一、二級選用液體燃料，第三級采用固體火箭。火箭全長29.46米，最大直徑2.25米，起飛推力104噸。

長征一號是怎樣讓東方紅一號達到V1的？早在1958年，毛主席就提出：“我們也要搞人造衛(wèi)星。”中國科學院開始了人造衛(wèi)星的規(guī)劃工作。“開始以為很快能搞成，隨后發(fā)現(xiàn)條件不夠，科技人員缺乏基礎(chǔ)理論知識。”96歲還在堅持工作的王希季院士接受專訪時說。

1964年，中國相繼成功發(fā)射了第一枚彈道式導彈、爆炸了第一顆原子彈。一系列進展為發(fā)展人造衛(wèi)星奠定了基礎(chǔ)，衛(wèi)星計劃被重新提上議事日程。“周總理主持中央專委會議，原則批準了中國科學院關(guān)于發(fā)展我國人造衛(wèi)星工作規(guī)劃方案建議，確定整個衛(wèi)星工程由國防科委負責組織協(xié)調(diào)，代號651。全國的人、財、物均為651開綠燈。”任務(wù)的行政負責人戚發(fā)軔院士回憶說。

第三級

1965年，誕生于四川瀘州的我國首個固體火箭發(fā)動機研究院所——七機部第四研究院北上搬遷到呼和浩特，扎根在內(nèi)蒙大青山腳下。現(xiàn)在，它屬于中國航天科工六院。

“當年的條件之艱苦是現(xiàn)在的年輕人難以想象的。沒有天蒼蒼，野茫茫，風吹草低見牛羊的詩意畫面，有的是滿眼荒漠和夜間出沒的野狼。科研人員和農(nóng)民一起住在‘干打壘的土房子里，主食不夠土豆充饑，埋頭畫圖設(shè)計。”院里的老同志說。

參加了長征一號第三級固體火箭研究、設(shè)計、試制、試驗直至發(fā)射飛行的全過程，陳克明清晰記得當年那段“壓力山大”而又激情燃燒的歲月。“1966年11月29日，楊南生副院長向我和另外4名同事傳達了七機部關(guān)于研制長征一號火箭第三級固體火箭發(fā)動機的指示和要求。在那個動蕩的年代，楊副院長奔波在方圓十多公里的廠區(qū)，把骨干動員出來工作。”陳克明說。

功勛試車臺，默默記錄著當年驚心動魄的一幕幕。為了搶建高空模擬旋轉(zhuǎn)試車用的試驗設(shè)施，楊南生累得坐骨神經(jīng)痛。人們常常心疼地看到他不得不用單腿蹬車。1968年1月26日，白毛風肆意呼嘯。高高試車臺上，長征一號火箭第三級固體火箭第一次旋轉(zhuǎn)試車開始了。楊南生讓下屬們往后退，自己在最前面。雙眼緊緊地盯著即將噴火的地方。

30秒，15秒，沒能往下數(shù)，發(fā)動機爆燃，脫韁野馬般吼叫著飛出試車臺……楊南生立即組織力量檢查、分析。他指導工作人員先后解決了脫粘和燃燒后某種成分沉積的問題，后19次試車，均獲成功。“正是第三級固體火箭在‘最后一公里的有力一推，將中國人的首枚人造衛(wèi)星提速到第一宇宙速度，實現(xiàn)繞地飛行。”王希季說。

赤膽忠心鑄“箭心”。錢學森曾這樣評價：中國固體火箭發(fā)動機取得的成績，完全是靠自力更生得來的，沒有外國援助，沒有經(jīng)過仿制的階段。這是一個偉大的成績，是中華民族的驕傲。

算算算

互聯(lián)網(wǎng)時代的我們，難以想象當年為發(fā)射一顆衛(wèi)星，要付出多么艱苦的計算。中國航天科工集團二院退休老專家宋慶元的青春，就是在為國之重器算、算、算中度過的。

“單位只有一臺計算機，大部分時候用手搖計算器。計算一個彈道耗時一個月。計算紙壘了一房間。我們不知道具體為什么算，但知道在為國家做很重要的事，所以夜以繼日。”80歲的宋慶元女士說，自己21歲一畢業(yè)就進入國防科工領(lǐng)域。

耄耋之年，那個“很拼”的年代的“很拼”生活時常在她腦海回放。“那會兒我第二個孩子特別小，剛會跑。我一出家門，孩子就追在后面，哭喊媽媽。家里老人就跟在孩子后面攆。我心里酸酸的，但一想到工作重要，還是一天天堅持。”直到發(fā)射成功后，宋慶元才知道自己算的是中國首枚人造衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)。

“那一刻，覺得所有辛苦都是值得的。”宋慶元說。沒想到，更大的驚喜在后面。作為東方紅一號研制人員的代表之一，她被邀請在“五一”勞動節(jié)上天安門。“先是周總理進來了，他向同志們問候辛苦了。8點左右，毛主席出現(xiàn)在城樓上，揮著手走向大家。后來，他微笑著和我們一一握手。我特別激動，幸福的淚水奪眶而出。”宋慶元說。

新起飛

東方紅一號設(shè)計工作壽命20天。但它實際在太空中工作了28天。它的外形為近似球體，依靠銀鋅電池供電。“球形設(shè)計兼顧多方考慮。”曾擔任東方紅一號衛(wèi)星總體組副組長的潘厚任說：一是可使衛(wèi)星有較大的結(jié)構(gòu)利用空間；二是在平面上粘貼太陽能電池片比在曲面上粘貼更方便可靠。東方紅一號采用自旋穩(wěn)定方式，有利于降低能耗。

“雖然早已停止工作，但東方紅一號還在太空中飛行。”長征一號火箭軌道組組長李頤黎說。整整飛了46年，那么東風紅一號是從哪起飛的呢？大西北的巴丹吉林沙漠邊緣，中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心從當年鮮為人知崛起為世界知名航天發(fā)射中心。

“1958年10月，中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心正式組建。當時，國家財政十分困難，黨和政府舉全國之力來建設(shè)我國的第一個綜合導彈試驗靶場。就拿中心的這條鐵路來說，當時就投入了5960萬元，而當年全國一年的財政收入才370多億元。”中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心黨委書記夏曉鵬說。戈壁沙丘下的指控室里，當年使用過的儀表設(shè)備顯得簡陋陳舊，只有墻面的標語依然醒目：“一定要在不遠的將來，趕上和超過世界先進水平！”

賽跑還在繼續(xù)。與老塔架遙相呼應的，是載人航天工程宏偉氣派天藍色新塔架。1992年，中國載人航天工程正式啟動，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心以其獨特的環(huán)境條件和雄厚的科技實力，被確定為載人航天發(fā)射場。

迄今為止，這里先后發(fā)射了99顆衛(wèi)星、10艘飛船和“天宮一號”目標飛行器，組織實施了一千多枚各類火箭試驗，創(chuàng)造了在我國航天事業(yè)發(fā)展史上諸多“第一”。今年，我國將在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射“天宮二號”和“神舟十一號”。中國航天，風雨兼程一甲子，正迎來新的起飛。