中國(guó)科學(xué)院與“兩彈一星”工程

劉艷瓊

國(guó)防科技大學(xué) 文理學(xué)院 長(zhǎng)沙 410073

“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星

在“兩彈一星”工程中，“兩彈”指核彈和導(dǎo)彈，“一星”即衛(wèi)星。本文所研究的“兩彈一星”工程起止時(shí)間段，是從 1955 年決定發(fā)展原子能，到 1970 年第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射成功。“兩彈一星”的成功，是中國(guó)大國(guó)地位的奠基石。在“兩彈一星”的研制歷程中，有一個(gè)單位應(yīng)該被特別指出，那就是中國(guó)科學(xué)院（簡(jiǎn)稱(chēng)“中科院”）。在“兩彈”方面，中科院承擔(dān)大量配套科技任務(wù)；在“一星”方面，中科院負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)抓總和衛(wèi)星本體的研制，并建立地面測(cè)控系統(tǒng)。

1 總體概況

1955 年 1 月 15 日，周恩來(lái)總理指示中科院為發(fā)展原子能事業(yè)作貢獻(xiàn)。此后，中科院在“兩彈一星”工程中，成為強(qiáng)有力的科技臂膀。根據(jù)《中國(guó)科學(xué)院編年史》的記載，從 1955—1970 年，中科院年度大事共 209 項(xiàng)，而與“兩彈一星”工程相關(guān)的年度大事就達(dá) 84 項(xiàng)。其中，36 項(xiàng)屬于與核彈、導(dǎo)彈和衛(wèi)星都相關(guān)的通用性事件，27 項(xiàng)與核彈相關(guān)，14 項(xiàng)與衛(wèi)星相關(guān)，7 項(xiàng)與導(dǎo)彈相關(guān)（表 1）。尤其是在 1958—1967 年，每年的中科院大事項(xiàng)中，幾乎過(guò)半與“兩彈一星”工程相關(guān)。

表 1 與“兩彈一星”工程相關(guān)的中國(guó)科學(xué)院年度大事項(xiàng)數(shù)（1955—1970年）[1]

1.1 機(jī)構(gòu)設(shè)置與政策安排

從機(jī)構(gòu)設(shè)置來(lái)看，中科院為加強(qiáng)對(duì)國(guó)防尖端任務(wù)的組織與管理，先后成立了一系列的專(zhuān)項(xiàng)組織與部門(mén)，如原子核科學(xué)委員會(huì)、新技術(shù)辦公室、新技術(shù)辦公局、協(xié)作小組等。1958 年 7 月，為加強(qiáng)原子核科學(xué)的研究，成立了中科院原子核科學(xué)委員會(huì)，并由李四光任主任委員，張勁夫、劉杰、錢(qián)三強(qiáng)任副主任委員。中科院原子核科學(xué)委員會(huì)成立后，組織建立了原子能化學(xué)聯(lián)合作業(yè)組、反應(yīng)堆材料協(xié)作小組，部署稀有金屬礦的采、選和材料研究，制定了原子能有關(guān)化學(xué)研究工作聯(lián)合作業(yè)協(xié)議書(shū)，協(xié)調(diào)各化學(xué)相關(guān)研究所的分工。

1958 年 9 月13日，中科院黨組決定成立黨組新技術(shù)辦公室，作為專(zhuān)抓國(guó)防尖端研究的辦事機(jī)構(gòu)，并由院計(jì)劃局副局長(zhǎng)谷羽兼任辦公室主任。1959 年，由國(guó)家科委、國(guó)家計(jì)委等組成了“中央新技術(shù)材料小組”（中科院也派人參加），負(fù)責(zé)提出對(duì)新材料的要求，以及安排科學(xué)研究、中試和工業(yè)化生產(chǎn)。新技術(shù)辦公室組織安排了許多相關(guān)研究所承擔(dān)“新型材料專(zhuān)案”的研究任務(wù)，一些相關(guān)研究所也做了相應(yīng)調(diào)整，如建立必要的中試車(chē)間。1960 年 5—9 月，在國(guó)家科委的支持下，新技術(shù)辦公室抽調(diào)專(zhuān)人，會(huì)同 17 個(gè)部門(mén)及其下屬 100 多個(gè)研究單位，確定在全國(guó)建立 26 個(gè)測(cè)試基地；其中，中科院負(fù)責(zé)籌建 14 個(gè)，另有 10 個(gè)由國(guó)防科委歸口、協(xié)調(diào)，中科院有關(guān)研究所協(xié)助進(jìn)行[2]。

1960 年 7 月2日，經(jīng)國(guó)家計(jì)委批準(zhǔn)，新技術(shù)辦公室改組為中科院新技術(shù)局（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新技術(shù)局”），負(fù)責(zé)管理全院有關(guān)國(guó)防尖端科研工作。由谷羽任局長(zhǎng)，張和清、王世珍、蘇景一任副局長(zhǎng)。新技術(shù)局歸口管理的研究所和工廠，承擔(dān)了國(guó)防科委、二機(jī)部、國(guó)防部第五研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“五院”）提出的支持原子彈、氫彈、導(dǎo)彈研制的配套科研、試制和小批量生產(chǎn)任務(wù)，以及由中央專(zhuān)委下達(dá)的人造地球衛(wèi)星等方面的任務(wù)。

1961 年，為加強(qiáng)協(xié)作，充分發(fā)揮中科院有關(guān)研究所的作用，更密切地為“兩彈”服務(wù)，中科院分別與二機(jī)部、五院成立了兩個(gè)協(xié)作小組。中科院與二機(jī)部的協(xié)作小組由劉杰、錢(qián)三強(qiáng)、張勁夫、裴麗生、劉西堯組成；與五院的協(xié)作小組由王諍、錢(qián)學(xué)森、張勁夫、裴麗生、劉西堯組成[3]。

從政策安排來(lái)看，中科院先后發(fā)布一系列報(bào)告并建立規(guī)章制度以確保“兩彈一星”工程相關(guān)任務(wù)的優(yōu)先性。1959 年，中科院確定“三大抓”，即“抓尖端、抓重大、抓基本”。“抓尖端”是指在尖端科學(xué)技術(shù)方面，以原子能利用和人造衛(wèi)星上天的研究為重點(diǎn)，同時(shí)發(fā)展電子學(xué)、半導(dǎo)體、自動(dòng)控制、計(jì)算技術(shù)、高溫合金、高能燃料、超高壓、低溫、超真空等一系列新技術(shù)。1960 年 10 月13日，裴麗生[4]在《在尖端科學(xué)研究所所長(zhǎng)計(jì)劃會(huì)議上的報(bào)告》中指出，“在國(guó)家全面安排和保證之下，以保證‘兩彈’任務(wù)為綱，盡力地配合國(guó)防建設(shè)需要，為國(guó)防建設(shè)服務(wù)……但尖端科學(xué)研究所必須給予盡可能的支持?！?960 年 11 月25 日，中科院黨組提出了“一保、二補(bǔ)、三探”，作為各研究所 1961 年國(guó)防科技研究任務(wù)的指導(dǎo)原則?！耙槐！保捶e極配合保證五院和二機(jī)部的設(shè)計(jì)、試制需要；“二補(bǔ)”，即中科院自行提出研究試制項(xiàng)目，作為國(guó)家第一位任務(wù)的補(bǔ)充；“三探”，即為下一步工作探路。

從人數(shù)、機(jī)構(gòu)數(shù)、科研項(xiàng)目數(shù)來(lái)看，中科院廣泛而深入地介入到“兩彈一星”工程的全過(guò)程之中。到 1958 年下半年，中科院已有和正在籌建的研究機(jī)構(gòu)有 77 個(gè)。其中，以大部分力量發(fā)展尖端技術(shù)和承擔(dān)國(guó)防任務(wù)的研究所有 11 個(gè)；以部分力量配合國(guó)防尖端研究的研究所有 14 個(gè)。初期有 34 個(gè)研究所歸口新技術(shù)局，到 1965 年，由新技術(shù)局歸口管理的研究機(jī)構(gòu)有 47 個(gè)（當(dāng)時(shí)中科院總機(jī)構(gòu)數(shù)為 107 個(gè)，即歸口新技術(shù)局的機(jī)構(gòu)占到總機(jī)構(gòu)數(shù)的 43.9%）、儀器工廠 4 個(gè)。參與尖端技術(shù)研究人員達(dá) 1 萬(wàn)余人，其他的技術(shù)輔助人員、技術(shù)工人和管理人員 2 萬(wàn)余人，其他配合的研究人員投入 1 萬(wàn)余名，總計(jì) 4 萬(wàn)余人，占全院人數(shù)過(guò)半。1960 年，中科院為國(guó)防科委安排的科研項(xiàng)目共 276 項(xiàng)；其中必保的 97 項(xiàng)，重要的 114 項(xiàng)。

1.2 計(jì)算機(jī)專(zhuān)項(xiàng)

中科院與其他單位合作研制的計(jì)算機(jī)，是“兩彈一星”工程必不可少的通用性利器。1956 年，在王守武的領(lǐng)導(dǎo)下，以中科院物理研究所半導(dǎo)體研究室為主，輔以二機(jī)部華北無(wú)線電元件研究所、南京工學(xué)院等單位的科研人員共 40 余人，研究了半導(dǎo)體鍺單晶的提純和摻雜工藝，并研制鍺晶體管。1958 年 8 月，用合金擴(kuò)散法制成中國(guó)第一批鍺高頻晶體管。1958 年，中科院在物理研究所創(chuàng)建了我國(guó)最早的晶體管生產(chǎn)工廠——中科院 109 工廠，從事鍺高頻晶體管的批量生產(chǎn)。到 1959 年底，該廠為 109 乙型計(jì)算機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“109 乙機(jī)”）提供了 12 個(gè)品種、145 000 余只鍺晶體管。中科院組織成立了 109 乙機(jī)領(lǐng)導(dǎo)小組，組長(zhǎng)閻沛霖、副組長(zhǎng)李德仲，技術(shù)負(fù)責(zé)人為蔣士騛；參加協(xié)作的有中科院下屬的 109 工廠、西北計(jì)算技術(shù)研究所、武漢數(shù)學(xué)計(jì)算技術(shù)研究所等，以及四機(jī)部 15 所、五院 706 所、二機(jī)部有關(guān)所和相關(guān)高等院校。1958 年 8 月，開(kāi)始 109 乙機(jī)總體設(shè)計(jì)和線路試驗(yàn)工作。1965 年，研制成功我國(guó)第一臺(tái)第二代通用數(shù)字計(jì)算機(jī)——109 乙機(jī)，該機(jī)為氫彈的研制作出了貢獻(xiàn)。

1959 年，在吳幾康、張效祥的領(lǐng)導(dǎo)下，中科院計(jì)算技術(shù)研究所與北京有線電廠合作，成功仿制出 104 型計(jì)算機(jī)，該機(jī)器承擔(dān)了中國(guó)第一顆原子彈研制中的計(jì)算任務(wù)。自1960 年起，中科院自動(dòng)化研究所與上海科學(xué)儀器廠協(xié)作，共同研制大型模擬計(jì)算機(jī)（代號(hào)“J-331”），并于 1964 年完成。J-331 是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最大的電子管模擬計(jì)算機(jī)，具有技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)、反應(yīng)速度快、參數(shù)修改容易和操作靈便等特點(diǎn)，為火箭、原子能等工業(yè)系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)工作，提供了有力的計(jì)算和模擬工具。

1964 年 3 月，二機(jī)部提出要在 1967 年底之前使用每秒運(yùn)行約 20 萬(wàn)次的大型計(jì)算機(jī)。3 月 20 日，中科院計(jì)算技術(shù)研究所成立了以閻沛霖為組長(zhǎng)、王正為副組長(zhǎng)的 109 丙機(jī)核心組。同年 11月，中科院計(jì)算技術(shù)研究所學(xué)術(shù)委員會(huì)擴(kuò)大會(huì)審議 109 丙機(jī)初步設(shè)計(jì)方案，時(shí)任中科院副院長(zhǎng)吳有訓(xùn)和二機(jī)部有關(guān)人員參加了審議。1965 年 4 月20日，成立了以王正為組長(zhǎng)，蔣士騛、范新弼為副組長(zhǎng)的技術(shù)核心組。二機(jī)部派人參加協(xié)作，所需硅晶體管和鍺晶體管由 109 廠和公安部遼河實(shí)驗(yàn)工廠生產(chǎn)。109 丙機(jī)是 20 世紀(jì) 60 年代中期中國(guó)自行設(shè)計(jì)的比較成熟的大型計(jì)算機(jī)，字長(zhǎng) 48 位，平均運(yùn)算速度每秒 11.5 萬(wàn)次，共生產(chǎn)了 2 臺(tái)。該機(jī)器完成了“東方紅一號(hào)”人造衛(wèi)星的飛行軌道計(jì)算任務(wù)、中國(guó)第一代核彈定型和發(fā)展的計(jì)算工作、中國(guó)運(yùn)載火箭早期各型號(hào)從方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、飛行試驗(yàn)、飛行精度分析到定型生產(chǎn)的理論計(jì)算。

1964 年，在吳幾康的領(lǐng)導(dǎo)下，輔以 10 多個(gè)單位的協(xié)助，中科院計(jì)算技術(shù)研究所設(shè)計(jì)并研制成功中國(guó)第一臺(tái)大型通用數(shù)字電子計(jì)算機(jī)——119 型計(jì)算機(jī)。參加的科研人員達(dá) 250 人左右。1964 年 10 月，華東計(jì)算技術(shù)研究所將 119 型計(jì)算機(jī)復(fù)制了一臺(tái)，定名為 J501 計(jì)算機(jī)。這兩臺(tái)機(jī)器完成了研制第一顆氫彈的計(jì)算任務(wù)。

2 在原子彈、氫彈研制方面的貢獻(xiàn)

總得來(lái)說(shuō)，在原子彈、氫彈的發(fā)展過(guò)程中，中科院原子能研究所等 7 個(gè)研究單位整建制地劃歸二機(jī)部；一些優(yōu)秀的科學(xué)家被選到二機(jī)部、核武器研究所和核燃料生產(chǎn)部門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)崗位；1 000 余名科技人員從中科院各研究所抽調(diào)給二機(jī)部。除此之外，中科院還調(diào)動(dòng)了 20 多個(gè)研究所參加了原子彈和氫彈的研制[5,6]。

2.1 原子彈

受二機(jī)部委托，中科院地質(zhì)研究所自 1960 年 8 月起，進(jìn)行中國(guó)鈾礦資源的調(diào)查與研究。1963 年，完成“中國(guó)若干鈾礦床礦石物質(zhì)成分及地質(zhì)化學(xué)”研究，出版了論文集，為鈾礦選冶、評(píng)價(jià)提供了一些基礎(chǔ)資料；并通過(guò)“花崗巖鈾礦蝕變帶三位一體演化模式與大型鈾礦”研究，與地質(zhì)部合作，成功地評(píng)價(jià)出大型鈾礦床，提高了勘探見(jiàn)礦率。

1960 年，中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“長(zhǎng)春應(yīng)化所”）承擔(dān)了核燃料化工設(shè)備材料的腐蝕研究及腐蝕性檢測(cè)工作，為核燃料處理工廠建設(shè)的選材設(shè)計(jì)，提供了必要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。長(zhǎng)春應(yīng)化所用熱分解法解決鈾的純化；用 3 種方法從二氧化鈾制備四氟化鈾，回收率達(dá)第二次日內(nèi)瓦國(guó)際會(huì)議（1961 年 5 月—1962 年 7 月）記錄的水平；又用氟化法制得六氟化鈾，向二機(jī)部提供了六氟化鈾結(jié)晶樣品。中科院化學(xué)研究所開(kāi)展了四氟化鈾反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、四氟化鈾燒結(jié)問(wèn)題和雜質(zhì)研究等，對(duì)生產(chǎn)實(shí)際具有重要的指導(dǎo)意義。長(zhǎng)春應(yīng)化所與中科院化學(xué)研究所還共同承擔(dān)了沉淀法后處理工藝參數(shù)的驗(yàn)證及其化學(xué)問(wèn)題的研究，按期提交了研究報(bào)告作為建廠依據(jù)。1965 年后，中科院化學(xué)研究所、長(zhǎng)春應(yīng)化所、化工冶金研究所合作承擔(dān)了干法流程的研究，并于 1968 年為二機(jī)部提供出整套設(shè)計(jì)參數(shù)。

1960 年，中科院還組織長(zhǎng)春應(yīng)化所、化學(xué)研究所、大連化學(xué)物理研究所、原子能研究所，采用容量法、電化學(xué)法、色譜法、分光光度法、原子光譜法、質(zhì)譜法和中子活化法等多種技術(shù)，研究解決了核燃料提取制備、核試驗(yàn)及原子能有關(guān)材料中許多關(guān)鍵的分析測(cè)試問(wèn)題，如：金屬鈾及其化合物中若干雜質(zhì)的測(cè)定研究，核工業(yè)廢水中痕量鈾的分析，六氟化鈾生產(chǎn)中排放各種氣體的分析，以及核燃料工藝流程中超純?cè)噭┑姆治龅?。這些工作直接為二機(jī)部提供了分析數(shù)據(jù)與方法、試制設(shè)備以及裝備生產(chǎn)線。

1960 年，中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“有機(jī)所”）在袁承業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)下，開(kāi)始研制核燃料萃取劑，組織 60 多位科技人員和生產(chǎn)工人進(jìn)行攻關(guān)。1965 年，研制成 P204 萃取劑和 N235 萃取劑。N235 在濕法冶金中獲得實(shí)際應(yīng)用，P204 則特別適用于從磷礦中提取鈾。為解決用戶(hù)所需數(shù)量，有機(jī)所還從上海化工局要了一個(gè)葡萄糖廠并將其改造成中試車(chē)間，進(jìn)行批量生產(chǎn)。此外，有機(jī)所還完成了擴(kuò)散法分離設(shè)備中全部所需的耐強(qiáng)腐蝕、耐強(qiáng)放射性的墊圈、墊片、閥門(mén)填料，并建成生產(chǎn)車(chē)間；研制出擴(kuò)散法分離設(shè)備中所需要的耐強(qiáng)腐蝕、耐強(qiáng)放射性的特種潤(rùn)滑油，并建成生產(chǎn)車(chē)間；有機(jī)所為二機(jī)部提供了特種樹(shù)脂、絮凝劑等，滿(mǎn)足了核燃料循環(huán)所需。

1960 年 8月，中科院和二機(jī)部向中科院上海冶金化學(xué)研究所、沈陽(yáng)金屬研究所、原子能研究所下達(dá)了“甲種分離膜”的研制任務(wù)。1961 年底，中科院原子能研究所、沈陽(yáng)金屬研究所以及復(fù)旦大學(xué)的有關(guān)人員到達(dá)上海冶金化學(xué)研究所，組建了分離膜研究室。1964 年上半年，研究室終于按要求完成工作，樣品性能超過(guò)蘇聯(lián)同類(lèi)產(chǎn)品。1965 年 3月，二機(jī)部又向中科院上海冶金化學(xué)研究所提出丙種分離膜的研制任務(wù)。1965 年夏，分離效率大幅提高、濃縮成本亦有所降低的丙種分離膜研制成功。

1960 年，蘇聯(lián)專(zhuān)家?guī)ё吡嗽幽苡脻撏R的圖紙和資料。中科院光學(xué)精密機(jī)械研究所西安分所接受潛望鏡的自主研制任務(wù)，于 1964 年研制出性能良好的中國(guó)第一臺(tái)同類(lèi)潛望鏡。

中科院與二機(jī)部的 5 人協(xié)作小組成立后，1961 年7 月，時(shí)任中科院副院長(zhǎng)裴麗生和二機(jī)部副部長(zhǎng)錢(qián)三強(qiáng)帶領(lǐng)工作組到沈陽(yáng)、長(zhǎng)春、哈爾濱中科院所屬各研究所，安排了金屬鈾冶煉、核燃料化學(xué)和反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)力學(xué)等方面的研制任務(wù)；后又向長(zhǎng)沙、上海、西安的中科院所屬各研究所安排了二機(jī)部任務(wù) 83 項(xiàng)、課題 222 個(gè)，其中包括鈾礦地質(zhì)、開(kāi)采選冶、鈾同位素分離、核燃料前處理與后處理工藝、高效能炸藥等一系列重大課題。

1961 年 9 月，裴麗生、錢(qián)三強(qiáng)率領(lǐng)工作組到中科院長(zhǎng)沙礦冶研究所，布置協(xié)同二機(jī)部開(kāi)展“三礦一廠”的采礦、選礦、化學(xué)冶金方面的研究攻關(guān)工作。該所為此專(zhuān)門(mén)成立了鈾采礦研究室、選礦研究室、鈾水冶煉研究室及 5 個(gè)鈾礦分析化驗(yàn)小組，建立了巖石力學(xué)、爆破、鑿巖、光彈、放射性選礦、浸出、離子交換、溶劑萃取、鈾化合物純化等實(shí)驗(yàn)研究。中科院長(zhǎng)沙礦冶研究所先后承接二機(jī)部委托鈾礦方面科研課題 40 余個(gè)，投入人力占全所科技人員一半以上。

蘇聯(lián)停援給正在安裝設(shè)備的衡陽(yáng)鈾水冶廠帶來(lái)很多技術(shù)難題。1962 年 1 月，二機(jī)部在該廠召開(kāi)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)，中科院新技術(shù)局、有機(jī)所、長(zhǎng)沙礦冶研究所、長(zhǎng)春應(yīng)化所派出專(zhuān)家協(xié)同參加，幫助解決了該廠投料試生產(chǎn)中的 148 個(gè)技術(shù)問(wèn)題。

2.2 氫彈

在氫彈研制方面，1960 年，中科院原子能研究所就成立了“中子物理領(lǐng)導(dǎo)小組”，由所長(zhǎng)錢(qián)三強(qiáng)主持，組織黃祖洽、于敏等做基礎(chǔ)研究，為第一顆氫彈的研制做準(zhǔn)備。1965 年 1月，黃祖洽、于敏等一批理論研究人員被調(diào)往二機(jī)部核武器研究所支援研究。與此同時(shí)，中科院原子能研究所、蘭州近代物理研究所還開(kāi)展了輕核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)工作，對(duì)輕核反應(yīng)截面數(shù)據(jù)進(jìn)行了調(diào)研、測(cè)量。

鋰-6 是制造氫彈的重要材料。1967 年 3 月，有機(jī)所開(kāi)始研究鋰同位素分離新工藝。該所 40 多位科技人員在二機(jī)部有關(guān)工廠協(xié)作下，經(jīng)數(shù)年，進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究，先后合成萃取劑 200 余種，并對(duì)上千個(gè)萃取體系進(jìn)行了篩選，找到了分離系數(shù)較高并具有工業(yè)化價(jià)值的萃取體系。

1961 年 12 月，二機(jī)部向中央軍委報(bào)告，建議中科院集中力量專(zhuān)門(mén)研究用于引爆氫彈的高效能炸藥。該任務(wù)由中科院蘭州化學(xué)物理研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“蘭州化物所”）承擔(dān)。1962 年 4 月，首次協(xié)作會(huì)議確定從中科院蘭州化物所、有機(jī)所、力學(xué)研究所等單位抽調(diào)人員，在蘭州開(kāi)展工作。蘭州化物所專(zhuān)門(mén)為此組建了包括炸藥合成、分析測(cè)試、裝藥成型、放大試驗(yàn)、爆轟理論在內(nèi)的一整套研究體系，最多時(shí)曾抽調(diào) 150 余人，占該所科技人員的 43%。1965 年 9 月研制出樣品，各項(xiàng)性能超出原定指標(biāo)，經(jīng)使用部門(mén)做了某些修改后，成功用于中國(guó)第一顆氫彈。1970 年 9 月，中科院將 52 位研究高效能炸藥的科技人員調(diào)給二機(jī)部。1972 年 6 月，蘭州化物所經(jīng) 10 年建設(shè)起來(lái)的研制高效能炸藥的部分劃歸軍工生產(chǎn)部門(mén)。其中，劃交的固定資產(chǎn)占全所的 1/2；科技人員 230 人，占全所的 1/3。

圖1 1964年，中國(guó)科學(xué)院研制成功的64型光電快門(mén)高速ZDF-20轉(zhuǎn)境式半周等待型高速攝影機(jī)拍攝的我國(guó)第一顆原子彈爆炸時(shí)的蘑菇狀煙云

2.3 核試驗(yàn)

1963年初，國(guó)防科委要求中科院承擔(dān)首次核爆炸試驗(yàn)中光、熱輻射和多種力學(xué)參數(shù)測(cè)試任務(wù)（包括 8 項(xiàng)光熱輻射參數(shù)測(cè)量和 7 項(xiàng)力學(xué)參數(shù)測(cè)量），提出測(cè)量方案并研制所需測(cè)量?jī)x器。中科院組織了地球物理研究所、力學(xué)研究所、物理研究所、聲學(xué)研究所、光學(xué)精密機(jī)械研究所等 11 個(gè)研究所緊急安排該項(xiàng)任務(wù)。新技術(shù)局和各研究所都指定專(zhuān)人負(fù)責(zé)，采取了有力措施確保優(yōu)先解決各研制項(xiàng)目的生產(chǎn)安排問(wèn)題和器材供應(yīng)問(wèn)題。1963 年底大部分樣機(jī)接近完成，1964 年 1 月，測(cè)試設(shè)備樣機(jī)進(jìn)入了正式產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)階段。經(jīng)過(guò)一年多的努力，完成了全部觀測(cè)儀器和設(shè)備的研制任務(wù)。

1964 年 12 月，中共中央專(zhuān)委向中科院下達(dá) 27 項(xiàng)任務(wù)，大部分是第一次核試驗(yàn)測(cè)量任務(wù)的擴(kuò)充和改進(jìn)，要求 1965 年 2 月15日前確保完成。中科院按時(shí)完成了各項(xiàng)測(cè)試設(shè)備和技術(shù)準(zhǔn)備，并派出不少科研人員到爆炸現(xiàn)場(chǎng)參加試驗(yàn)（圖 1）。

1964 年底，國(guó)防科委委托中科院承擔(dān)核爆炸生物效應(yīng)研究。中科院生物物理研究所承擔(dān)了該項(xiàng)任務(wù)，進(jìn)行了歷次核爆炸試驗(yàn)中的動(dòng)物試驗(yàn)，研究了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及其后代臨床醫(yī)學(xué)、血液學(xué)、細(xì)胞學(xué)、生理學(xué)、病理學(xué)、生物化學(xué)、生物遺傳學(xué)、劑量學(xué)等多學(xué)科的遠(yuǎn)后期輻射效應(yīng)。

1964 年 4 月，中科院承接了地下核爆炸試驗(yàn)有關(guān)科研任務(wù)，先后安排了 11 個(gè)研究所承擔(dān) 27 個(gè)科研項(xiàng)目，包括為爆炸場(chǎng)區(qū)選擇、場(chǎng)區(qū)工程設(shè)計(jì)和施工提供地質(zhì)資料而進(jìn)行的野外地質(zhì)勘探、巖石的成分分析、巖石的物理力學(xué)特性等實(shí)驗(yàn)研究，為地下核試驗(yàn)測(cè)試方案的確定而進(jìn)行的理論分析、理論計(jì)算，以及測(cè)試技術(shù)和測(cè)量?jī)x器的研究和試制等。其中，中科院力學(xué)研究所和計(jì)算技術(shù)研究所共同負(fù)責(zé)了“地下核爆炸近似計(jì)算方案”的研究：力學(xué)研究所負(fù)責(zé)地下核爆炸力學(xué)效應(yīng)近似計(jì)算和數(shù)值模擬的力學(xué)模型研究；計(jì)算技術(shù)研究所負(fù)責(zé)該項(xiàng)數(shù)值計(jì)算的計(jì)算方法研究、程序設(shè)計(jì)以及利用該所計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算；最后，再由力學(xué)研究所對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。1969 年 3 月，兩所完成了研究任務(wù)，其成果為中國(guó)首次地下核試驗(yàn)采用。在第一次地下核試驗(yàn)中，中科院的 6 個(gè)研究所共派出 49 人到試驗(yàn)場(chǎng)地，協(xié)同國(guó)防科委 21 所完成此次核爆炸的測(cè)量任務(wù)。

3 在導(dǎo)彈方面的貢獻(xiàn)

從一開(kāi)始，中國(guó)研制導(dǎo)彈就是“兩條腿走路”：五院主管，全力投入；中科院探索研究，輔助進(jìn)行。因此，兩個(gè)單位都有各自的實(shí)驗(yàn)基地。中科院力學(xué)研究所二部的林鴻蓀負(fù)責(zé)在京郊山區(qū)基地建成了兩個(gè)不同量級(jí)的液氧、液氫火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)臺(tái)。該基地做了 100 多次發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)，全部試驗(yàn)資料和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)交給五院，對(duì)研制遠(yuǎn)程火箭起了很大作用。中科院化學(xué)研究所亦專(zhuān)門(mén)成立化學(xué)所二部，主要負(fù)責(zé)導(dǎo)彈用高能燃料的研制。此外，中科院大連化物所、長(zhǎng)春應(yīng)化所、有機(jī)所，也接受研制開(kāi)發(fā)高能燃料的任務(wù)。上海和大連都在山區(qū)設(shè)立了實(shí)驗(yàn)基地。

中科院為五院導(dǎo)彈研制工程配套、組織安排了一系列理論分析、實(shí)驗(yàn)研究，以及關(guān)鍵儀器、材料、設(shè)備的研制工作，如高能燃料、液氧、液氫、固體高能燃料、耐高溫材料、電影經(jīng)緯儀、大型熱應(yīng)力試驗(yàn)設(shè)備以及彈上自動(dòng)控制裝置等。據(jù) 1961 年 11 月統(tǒng)計(jì)，中科院配合五院的科研、試制任務(wù)達(dá) 95 項(xiàng)，計(jì) 226 個(gè)課題，涉及“東風(fēng)”“紅旗”等 8 個(gè)型號(hào)的導(dǎo)彈[7,8]。

3.1 理論分析與實(shí)驗(yàn)研究

1961 年 5 月，錢(qián)學(xué)森主持召開(kāi)國(guó)防部五院與中科院力學(xué)研究所協(xié)作會(huì)議（簡(jiǎn)稱(chēng)“518 會(huì)議”），確定了中科院的五大協(xié)作任務(wù)：液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒、傳熱理論與實(shí)驗(yàn)研究（代號(hào)“101 任務(wù)”），導(dǎo)彈氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題研究（“102 任務(wù)”），導(dǎo)彈彈體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的研究（“103 任務(wù)”），沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵理論問(wèn)題（“104 任務(wù)”），以及金屬薄板典型零件爆炸成型的基本理論研究（“105 任務(wù)”）。

中科院力學(xué)研究所先后組織了 5 個(gè)研究室進(jìn)行研究。在錢(qián)學(xué)森、林鴻蓀指導(dǎo)下，中科院力學(xué)研究所的科研人員用了 2 年多時(shí)間，在位于北京郊區(qū)的高能燃料推進(jìn)劑和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)基地，完成了氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)總體方案的探索性研究，進(jìn)行了小型發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究，建立了液氧在超臨界壓力下傳熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和液氫液氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒試車(chē)系統(tǒng)。1966 年 4 月，完成了“101 任務(wù)”的鑒定總結(jié)，并將全部研究成果和技術(shù)資料交給七機(jī)部。在鄭哲敏的領(lǐng)導(dǎo)下，力學(xué)研究所用了 4 年多時(shí)間，與有關(guān)部門(mén)合作，進(jìn)行了上千次試驗(yàn)，得出“爆炸成型相似律”理論，完成了“105 任務(wù)”，并進(jìn)一步研究了無(wú)模自由成型法，解決了大型模具澆鑄的困難。與此同時(shí)，中科院承擔(dān)的其他各項(xiàng)任務(wù)也順利完成。

3.2 儀器、設(shè)備與材料的研制

為滿(mǎn)足中國(guó)自行設(shè)計(jì)的中程地地彈道式導(dǎo)彈靶場(chǎng)試驗(yàn)的需要，1960 年 10 月，中科院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“長(zhǎng)春光機(jī)所”）開(kāi)始承擔(dān)研究、試制大型電影經(jīng)緯儀任務(wù)（代號(hào)“150-1 工程”，為“150 工程”的一部分）。到 1963 年時(shí)，該工程進(jìn)展緩慢。同年 4 月和 9 月，國(guó)務(wù)院國(guó)防工業(yè)辦公室 2 次召開(kāi)會(huì)議，安排落實(shí)長(zhǎng)春光機(jī)所經(jīng)緯儀工程的研制與生產(chǎn)任務(wù)：工程由中科院抓總，長(zhǎng)春光機(jī)所在技術(shù)上負(fù)總責(zé)。在王大珩、唐九華的領(lǐng)導(dǎo)下，長(zhǎng)春光機(jī)所近一半的科技人員投入該任務(wù)。經(jīng)過(guò) 2 年多的努力，完成研究實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 60 項(xiàng)，設(shè)計(jì)圖紙 5 000 余張，加工非標(biāo)準(zhǔn)件近 20 000 件，1965 年下半年進(jìn)行樣機(jī)總裝。1966 年初通過(guò)了國(guó)家鑒定，并取得一次性研制成功，許多技術(shù)指標(biāo)都超過(guò)了設(shè)計(jì)要求。

1961 年初，五院委托中科院自動(dòng)化研究所研制大型熱應(yīng)力試驗(yàn)設(shè)備（代號(hào)“151 工程”），該設(shè)備可用于研究高速飛行器的結(jié)構(gòu)。同年 2 月，自動(dòng)化研究所組成 151 工程辦公室，同時(shí)組成了以該所為主、五院 702 所參加的研究隊(duì)伍。參加協(xié)作的單位還有中科院長(zhǎng)春光機(jī)所、沈陽(yáng)金屬研究所、上海冶金研究所、力學(xué)研究所。1965 年 7 月，通過(guò)鑒定。七機(jī)部運(yùn)用該設(shè)備對(duì)導(dǎo)彈彈頭和尾翼的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了地面試驗(yàn)，取得了預(yù)期的結(jié)果。

1963 年初，蘭州化物所承擔(dān)了火箭發(fā)動(dòng)機(jī)液氧泵軸承潤(rùn)滑問(wèn)題的研究任務(wù)。經(jīng)一年多努力，于 1964 年研制成功效果良好的潤(rùn)滑材料，噴在軸承上形成固體潤(rùn)滑膜。

1965 年 3 月，中共中央專(zhuān)委向中科院下達(dá)遠(yuǎn)程導(dǎo)彈制導(dǎo)用的彈上微型組件計(jì)算機(jī)研制任務(wù)（代號(hào)“156工程”）。同年 9月，中科院組織計(jì)算技術(shù)研究所、物理研究所、電子學(xué)研究所、西北計(jì)算技術(shù)研究所、長(zhǎng)春應(yīng)化所、東北物理研究所 6 個(gè)研究所的部分科研力量，集中到北京，組建為中科院微電子學(xué)研究所，代號(hào)為“156 工程處”，直屬院領(lǐng)導(dǎo)，共同攻關(guān)。同時(shí)，在陜西臨潼進(jìn)行基本建設(shè)，代號(hào)為“324 工程”?！?56 工程處”與中科院半導(dǎo)體研究所、109 廠采取電路研制與工藝密切配合，在短短的幾個(gè)月內(nèi)，提供了所需的組件，保證了第一臺(tái)組件計(jì)算機(jī)的調(diào)試。1966 年 8 月，研制出中國(guó)第一臺(tái)用于空間技術(shù)的組件計(jì)算機(jī)樣機(jī)，比原要求提前一年零四個(gè)月。1968年 1月，“156 工程處”劃歸七機(jī)部，并發(fā)展為彈上計(jì)算機(jī)研究所。

中科院為發(fā)展中國(guó)各種型號(hào)的固體燃料火箭做了大量工作。1959 年 4月，長(zhǎng)春應(yīng)化所承擔(dān)了液體聚硫橡膠（用作固體推進(jìn)劑黏合劑）的研究。一年后，合成了中國(guó)復(fù)合固體推進(jìn)劑的第一個(gè)黏合劑品種。1960年底，在錦西化工研究院擴(kuò)試成功。中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所、有機(jī)所、大連化物所、化學(xué)研究所還相繼開(kāi)展研究并提供了多種固體推進(jìn)劑以及推進(jìn)劑的各種高能添加劑、燃速調(diào)節(jié)劑等。

3.3 上海機(jī)電設(shè)計(jì)院

上海機(jī)電設(shè)計(jì)院成立于 1958 年 8 月，原為中科院力學(xué)研究所第一設(shè)計(jì)院，承擔(dān)研制人造衛(wèi)星和探空火箭的任務(wù)；同年 11 月，遷往上海，更名為中科院上海機(jī)電設(shè)計(jì)院。該院在探空火箭、發(fā)射架、發(fā)射測(cè)控研制方面做了許多工作，積累了經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了干部，形成了相當(dāng)?shù)膶?shí)力。

1959 年 11月，上海機(jī)電設(shè)計(jì)院（由中科院與上海市委雙重領(lǐng)導(dǎo)）和中科院地球物理研究所開(kāi)始合作研制“T-7”氣象火箭。1960 年 4月，發(fā)動(dòng)機(jī)熱試車(chē)成功；9月，火箭在安徽廣德發(fā)射場(chǎng)發(fā)射成功。氣象火箭研制的成功，不僅為中國(guó)空間技術(shù)的發(fā)展摸索經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)造條件，同時(shí)通過(guò)對(duì)高空風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、氣壓和密度的測(cè)量，為導(dǎo)彈飛行器的設(shè)計(jì)取得了有價(jià)值的數(shù)據(jù)。

1963 年 1 月1日起，上海機(jī)電設(shè)計(jì)院劃歸國(guó)防部五院建制，“603”火箭發(fā)射試驗(yàn)場(chǎng)（原隸屬于中科院地球物理研究所二部，1961 年 6 月劃歸上海機(jī)電設(shè)計(jì)院）亦歸屬于五院。

4 在衛(wèi)星方面的貢獻(xiàn)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，中科院承擔(dān)有關(guān)衛(wèi)星研究試制項(xiàng)目的研究所、工廠約有 60 個(gè)。自 1968 年 1月起，衛(wèi)星研制的主持工作以及主要承擔(dān)衛(wèi)星研制的中科院 651 設(shè)計(jì)院、701 工程處、衛(wèi)星總裝廠以及位于陜西在建的衛(wèi)星裝配分廠、西南電子學(xué)研究所、自動(dòng)化研究所一部分等劃撥給國(guó)防部門(mén)，成為國(guó)防部門(mén)組建空間技術(shù)研究院和跟蹤觀測(cè)臺(tái)站網(wǎng)的重要基礎(chǔ)[7]。

4.1 衛(wèi)星本體和技術(shù)抓總

1958 年，中科院成立了“581 組”和 3 個(gè)設(shè)計(jì)院，在京西賓館開(kāi)展工作，并在北京北郊安裝了高空模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備。“581 組”幾乎每周都要召開(kāi) 1—2 次會(huì)議，討論解決一系列問(wèn)題。1959 年，中共中央決定暫停衛(wèi)星研制工作后，中科院集中力量研究試制運(yùn)載火箭、各種高空氣象探測(cè)儀器、地面接收系統(tǒng)，并在安徽建立了探空火箭試驗(yàn)場(chǎng)。

1965 年 9月，中科院組織召開(kāi)第一顆衛(wèi)星方案論證會(huì)。大會(huì)自 10 月 20 日開(kāi)始，歷時(shí) 42 天。參加會(huì)議的有七機(jī)部、四機(jī)部、海軍、陸軍、空軍、炮兵、國(guó)防科委、國(guó)防工辦、國(guó)家科委、總參部、通信兵部、郵電部、發(fā)射基地等相關(guān)單位的 120 余人。會(huì)議論證了第一顆人造衛(wèi)星的技術(shù)方案、進(jìn)度計(jì)劃和條件保證，以及分工協(xié)作和技術(shù)管理辦法。中科院提出了中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星的總體方案、衛(wèi)星本體方案設(shè)計(jì)提綱和地面系統(tǒng)方案。

中科院化學(xué)研究所承擔(dān)了衛(wèi)星儀器艙底座和衛(wèi)星用密封圈的研制任務(wù)。儀器艙底座結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，制造困難?；瘜W(xué)研究所采用當(dāng)時(shí)國(guó)際先進(jìn)的復(fù)合材料制成的底座，承受了衛(wèi)星的主要載荷，并經(jīng)受超重、噪聲、空間輻照等嚴(yán)酷考驗(yàn)。該所研制的密封圈，用于衛(wèi)星，經(jīng)地面檢漏、飛行試驗(yàn)，實(shí)際性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)。

1965 年，中科院有機(jī)所和硅酸鹽研究所分別開(kāi)始研制有機(jī)溫控涂層和無(wú)機(jī)溫控涂層，為“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星采用自然平衡的被動(dòng)式溫度控制方案作出了貢獻(xiàn)。有機(jī)所為“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星研制出了高輻射有機(jī)溫控涂層，涂于衛(wèi)星殼體的內(nèi)表面，起絕熱作用；電化學(xué)陽(yáng)極氧化方案，是國(guó)際公認(rèn)的技術(shù)難題，但中科院硅酸鹽研究所采用該方案，為“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星研制出了用于衛(wèi)星外蒙皮的無(wú)機(jī)溫控涂層。

1965 年，中科院對(duì)其科學(xué)儀器廠進(jìn)行改建擴(kuò)建，使之成為衛(wèi)星總裝廠。為滿(mǎn)足衛(wèi)星有關(guān)試驗(yàn)、加工任務(wù)，在一號(hào)廠房建立了溫控涂層大面積鍍金工藝、星體封頭成型工藝、衛(wèi)星蒙皮焊接工藝等試驗(yàn)室。1967 年 12 月，建成 3 000 平方米的衛(wèi)星總裝車(chē)間。至 1967 年底，全廠職工已達(dá) 1 230 名，其中科技人員 415 名、技術(shù)工人 630 名；另有機(jī)床設(shè)備 300 余臺(tái)?？茖W(xué)儀器廠的改建擴(kuò)建為中國(guó)第一顆衛(wèi)星上天提供了重要保證。

1965 年，中科院半導(dǎo)體研究所承擔(dān)了第一顆人造地球衛(wèi)星的微波信標(biāo)機(jī)研制任務(wù)。1966 年 2 月，信標(biāo)機(jī)研制正式開(kāi)始。該所應(yīng)用了其研制的變?nèi)荻O管和階躍二極管，于 1965 年 7—8 月完成一臺(tái)草樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)元器件全部國(guó)產(chǎn)化。1968 年底，試樣機(jī)全面達(dá)到任務(wù)指標(biāo)；1969 年 10月，通過(guò)驗(yàn)收并交付使用，為中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星的發(fā)射成功作出了貢獻(xiàn)。

1966 年，中科院新疆物理研究所開(kāi)始研制衛(wèi)星溫控用熱敏電阻。該所成立了專(zhuān)門(mén)小組，圍繞“651 任務(wù)”開(kāi)展工作，完成的各型號(hào)熱敏電阻在“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星上使用時(shí)，性能優(yōu)秀、穩(wěn)定可靠。

4.2 地面觀測(cè)系統(tǒng)

1966 年 2 月，陳芳允主持編寫(xiě)了《衛(wèi)星地面觀測(cè)系統(tǒng)方案及分工建議》的報(bào)告。1966 年 3 月 4 日，國(guó)防科委確定由中科院負(fù)責(zé)衛(wèi)星地面觀測(cè)系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理工作。5 月 3 日，中科院 701 工程處組建，由陳芳允負(fù)責(zé)，承擔(dān)衛(wèi)星地面觀測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、臺(tái)站選址、勘探和建設(shè)、觀測(cè)人員的培訓(xùn)，以及全國(guó)臺(tái)站網(wǎng)的安裝、調(diào)整和聯(lián)系運(yùn)行等。

中科院地球物理研究所二部電離層研究室周煒在“和平一號(hào)”地球物理火箭探測(cè)工作的基礎(chǔ)上，提出了設(shè)備簡(jiǎn)單、造價(jià)便宜、研制生產(chǎn)周期短的多普勒測(cè)速系統(tǒng)方案。中科院紫金山天文臺(tái)、數(shù)學(xué)研究所、計(jì)算技術(shù)研究所的科研人員用 119 機(jī)進(jìn)行了模擬計(jì)算，為多普勒測(cè)速儀獨(dú)立測(cè)軌提供了確切可靠的依據(jù)。1966 年 2 月，確定采納以多普勒測(cè)速儀為基礎(chǔ)建立地面觀測(cè)系統(tǒng)這一方案。該系統(tǒng)向世界準(zhǔn)確發(fā)布了衛(wèi)星軌道預(yù)報(bào)。這一方案體現(xiàn)了中低軌道衛(wèi)星測(cè)軌系統(tǒng)的中國(guó)特色。

“文革”開(kāi)始后，中科院衛(wèi)星測(cè)控系統(tǒng)劃歸國(guó)防科委，國(guó)防科委酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心接管 701 工程處。1967 年，陳芳允從中科院調(diào)入國(guó)防科委酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心六部，參加衛(wèi)星測(cè)控系統(tǒng)的方案論證和總體設(shè)計(jì)工作，制定了測(cè)控站的布局和建設(shè)的技術(shù)方案，組織革新了多種測(cè)控設(shè)備。1968 年，陳芳允和中科院合作研制成功以多普勒測(cè)速儀為主的我國(guó)第一代衛(wèi)星測(cè)量系統(tǒng)。

5 結(jié)語(yǔ)

總得來(lái)說(shuō)，在“兩彈一星”的研制過(guò)程中，中科院承擔(dān)的任務(wù)主要在 7 個(gè)方面：理論研究和機(jī)理分析驗(yàn)證；探索新技術(shù)途徑與新方法；研制與整機(jī)配套的元件、部件和材料；研制儀器設(shè)備；現(xiàn)場(chǎng)協(xié)助解決技術(shù)問(wèn)題；培養(yǎng)人才，輸送人才；推廣新技術(shù)、新方法。中科院在“兩彈一星”工程中功不可沒(méi)，是低調(diào)的幕后英雄。