趙青蔚
人造衛(wèi)星是環(huán)繞地球在空間軌道上運(yùn)行的無人航天器, 地圖導(dǎo)航、氣象預(yù)報(bào)、電視廣播、電話通信等都依賴人造衛(wèi)星,軍事偵查、天體觀測等也都離不開人造衛(wèi)星。
當(dāng)然,中國首顆人造衛(wèi)星還不具備現(xiàn)在衛(wèi)星的功能,它的主要任務(wù)是為后續(xù)的衛(wèi)星研究取得經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。因此,首顆衛(wèi)星的目標(biāo)是上得去,抓得住,聽得到,看得見,即衛(wèi)星要能上天,能跟蹤,同時(shí)為了彰顯科技水平和振奮人心,它還要能被人們直接用肉眼看見,用耳朵聽見。當(dāng)時(shí)中國的技術(shù)水平十分落后,這些看似簡單的要求,綜合起來卻無比困難。
衛(wèi)星上天需要火箭運(yùn)送。當(dāng)時(shí)中國研制出的探空火箭升空高度只有8千米,而人造衛(wèi)星要升至幾百甚至上千千米的高空,提高火箭動(dòng)力是一大難題。總工程師王希季把探空火箭和導(dǎo)彈相結(jié)合,將運(yùn)載火箭分為三級(jí),第一、二級(jí)采用了導(dǎo)彈的液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī),第三級(jí)采用探空火箭的固體燃料發(fā)動(dòng)機(jī),這種1+1>2的嘗試,創(chuàng)造了中國第一型運(yùn)載火箭——長征一號(hào),它成功將衛(wèi)星送入了軌道。
從衛(wèi)星飛入軌道到正常運(yùn)行,技術(shù)人員需要了解衛(wèi)星飛多高、飛多快、飛在哪條軌道和具體位置等信息,一旦丟失目標(biāo)就意味著任務(wù)失敗。
當(dāng)時(shí)光學(xué)觀測技術(shù)比較成熟,但一旦遇到云多、下雨等情況就無法進(jìn)行觀測。于是,專家考慮使用無線電觀測為主,光學(xué)觀測為輔。雖然當(dāng)時(shí)無線電觀測技術(shù)并不成熟,但是專家們采用人工計(jì)算,彌補(bǔ)了無線電技術(shù)欠缺的問題,在東方紅一號(hào)升空和運(yùn)行時(shí)都獲得了它的確切位置。
當(dāng)時(shí)東方紅一號(hào)有一項(xiàng)特殊任務(wù),就是要在太空中播放《東方紅》,并讓全國的人民都可以聽到。最簡單的方法是讓衛(wèi)星直接攜帶播放設(shè)備,但是設(shè)備的體積和質(zhì)量過大,攜帶困難,而且在太空中不一定能正常運(yùn)行。
于是科研人員想到在太空中將樂曲轉(zhuǎn)化為無線電信號(hào),由地面接收后進(jìn)行廣播。最終科研小組設(shè)計(jì)出了能在高空彈奏出音樂的方式和傳輸信號(hào)回地面的天線,經(jīng)過上百次試驗(yàn),《東方紅》這首中國歌曲成功地在太空中奏“響”。
如何讓人們從地球上用肉眼就能看到太空中的這顆人造衛(wèi)星呢?當(dāng)時(shí)在地球周圍環(huán)繞的衛(wèi)星不多,光污染也沒有那么嚴(yán)重,只要人造衛(wèi)星夠大夠亮,人們就能夠用肉眼觀察到。
科研人員最終想出了一個(gè)“借光”的辦法:在第三級(jí)火箭上安裝一圈觀測裙以反射太陽光,來提高衛(wèi)星的亮度。觀測裙就像圍裙,外側(cè)鍍了閃亮的鋁,它圍在第三級(jí)火箭上。火箭上天后,觀測裙展開到直徑3米以上。由于第三級(jí)火箭是跟衛(wèi)星一塊入軌的,彼此距離較近,看見火箭后就能在其附近找到東方紅一號(hào)衛(wèi)星。