余建斌
4月24日,第五個中國航天日。這一天,也正是我國第一顆人造地球衛星東方紅一號進入太空整整50周年。
1970年4月24日,在酒泉衛星發射中心,隨著我國第一枚運載火箭長征一號發出轟鳴,東方紅一號衛星飛向廣袤無垠的太空。中國從此成為世界上第五個自行研制和發射人造衛星的國家,中國人自此叩開了通往浩瀚宇宙的大門。
時至今日,東方紅一號衛星仍在圍繞地球飛行。在天氣晴好的日子,許多天文愛好者還會拍攝這顆衛星經過祖國上空的照片。這些照片所承載的,是一段刻骨銘心而歷久彌新的故事。
(選自《人民日報》2020年4月24日,有刪改)
素材解讀
1.集中科研力量,登上航天舞臺
1968年2月20日,中國空間技術研究院正式宣告成立,錢學森兼任院長,東方紅一號衛星便由中國空間技術研究院負責研制。發射人造地球衛星是一項龐大而復雜的系統工程,涉及研制、生產、發射、測控在內的眾多領域。
2.克服重重困難,完成四大目標
“上得去、抓得住、聽得著、看得見”,寥寥12字概括了東方紅一號衛星的總體技術方案和目標,也概括了技術的難度。
按照計劃,東方紅一號衛星要在近地點400多千米、遠地點2300多千米的橢圓軌道上運行。想把衛星準確送入軌道,負責搭載衛星的運載火箭必須擁有強大的推進能力。經過不懈努力,最終實現了導彈技術和探空火箭技術的完美結合,解決了“上得去”的難題。
想在地面上“抓得住”衛星,就要時刻掌握衛星在太空中的位置,這需要計算出衛星與地面的距離。東方紅一號衛星研制人員轉變設計思路,重建衛星測軌方程式,破解了衛星測軌方程式的謎題,最終使衛星在太空中的位置可以被隨時監測到。
接下來,人們將目光集中在了“聽得著”和“看得見”。
要讓衛星在太空奏響《東方紅》樂曲,這在當時有很高難度。研制人員以高穩定度的6個音源振蕩器代替“音鍵”,用程控線路產生的節拍來控制發音,經過上百次試驗,終于確保東方紅一號奏出了《東方紅》。
最后一道難關就是“看得見”。要想用肉眼就能看到太空中運行的衛星,它的亮度必須要從七等星上升到四等星。不僅如此,由于東方紅一號衛星的直徑僅有1米,也讓“看得見”更加困難。最終,研制人員從折疊傘收縮打開的特點中獲得靈感,決定在運載火箭的第三級上安裝一個由高反光亮度的材料制成的、可以在太空中撐開的“觀測體”。由于這個“觀測體”體積巨大,反光亮度極高,人們就可以直接觀察到。
3.解決世界難題,創造嶄新紀錄
登天之路還有一個繞不開的問題,那就是衛星必須經受住太空極端溫度變化的考驗。
太空中,衛星向陽一面溫度可高達100多攝氏度,背陽一面的溫度則能降到零下100多攝氏度,如何讓衛星在太空中保持正常“體溫”,是世界公認的難題。
技術人員研制出了一套完整的溫控系統來平衡衛星內部的溫度,但系統正常運轉需要耗費大量的電力,而衛星攜帶的電量很有限。最后,科研人員想出了一個溫控系統零耗電方案:利用其他儀器在工作時產生的熱量,幫助衛星控制溫度,巧妙解決了耗電大的難題。
克服種種困難,最終衛星和運載火箭的研制都順利完成。
東方紅一號衛星的成功發射,是20世紀震撼世界的重大事件,它宣告著一個東方航天大國的崛起。東方紅一號衛星也與核彈、導彈一起,被譽為“兩彈一星”,成為中華民族科技強國戰略的重要標志,載入了中華民族偉大復興的史冊。
適用話題
集中力量 克服困難 創造紀錄