一曲东方红 豪迈响太空

六月荷风

　　1970年的4月24日，中国长征一号火箭搭载的我国自主研制的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，伴随着几代人成长的《东方红》乐曲传遍世界，中国人从此打开了通向太空的大门。

　　新华社4月25日向全世界播发了“东方红一号”成功发射的电讯，消息一出，举国欢腾，广大人民群众争相观看卫星。

然而，成功绝非易事，中国航天事业起步走过了艰难曲折的道路，第一代中国航天人从零基础开始自主探索，付出了无数的心血和汗水，有许多感人肺腑的故事。

一、从581工程到651工程

1957年10月4日苏联成功地发射了“伴侣一号”，开启了人类航天的序幕。就在当月，中国科学院副院长竺可桢、力学所所长钱学森、地球物理所所长赵九章建议开展我国的卫星研制工作。

毛泽东主席高瞻远瞩，1958年5月17日，在党的八大二次会议上宣布：“我们也要搞人造卫星！”

　　时任国务院副总理的聂荣臻元帅马上责成中国科学院和国防部第五研究院落实。首颗人造卫星项目被国家列为1958年头号重点科研任务，代号“581”，钱学森受命担任“581”项目组组长。 “581”任务确立的目标是：“苦战三年（1958-1960），实现上天”。

当年10月16日，中国科学院派出了以赵九章为团长的“高空大气物理访苏代表团”赴苏联考察，为期73天。考察的目的主要是就卫星技术向苏联“老大哥”学习，但当时中苏关系已经紧张，技术合作、援助无从谈起，但是通过对苏联工业技术的考察以及两国国情对比，代表团认识到就当时我国的国力而言，发射人造卫星为时尚早，建议将力量转移到探空火箭上来。加上当时国家财政面临的困难局面，1959年1月，邓小平给出了明确指示：“卫星明后年不放，与国力不相称。卫星还要搞，但是要推后一点”。

（上图为1950年归国途中的王希季）

探空火箭的研制任务由“上海机电设计院”实施，实施计划是首先研制缩小版“T-7M”火箭，然后再研制“T—7”火箭。由上海交通大学工程力学系副主任王希季担任总工程师，王希季刚上任时只有37岁，而且王希季本人是动力和燃料专业的，从事的是热电厂发电工作，研制火箭对他而言是全新的学习和探索，在没有现成资料的情况下，王希季带着一群平均年龄不到24岁的年轻人，往往是晚上啃书本学基础知识，苦思冥想进行设计，白天交流讨论，硬是在几个月时间内完成了任务，困难可想而知。发射场选在了上海南汇县老港镇临近东海的一块平坦海滩上，条件异常简陋：发电站用芦席围成，上面盖一块油布篷；用自行车打气筒作加注推进剂的压力源；用手转动天线跟踪火箭等。就是凭着这批人的艰苦奋斗，大胆探索，终于在1960年2月19日让火箭沿着发射导轨腾空而起、直冲云天，飞行高度达8公里。现在看来这不起眼的一小步，却是我国航天运载火箭史上的一大步。

　　1960年5月28日，当毛泽东主席在上海新技术展览会上看到“T-7M”火箭时，问这种火箭能飞多高，当得到“8公里”的回答后，毛主席鼓励说：“8公里那也了不起，应该8公里、20公里、200公里地搞上去！”

　　1964年，中国相继成功发射了第一枚弹道式导弹、爆炸了第一颗原子弹。一系列进展为发展人造卫星奠定了基础，1965年钱学森等科学家提议暂停的卫星计划应重新启动。

1965年一季度，周恩来总理批示科学院提出具体方案（“651”后来被定为卫星任务代号）。

　　1965年9月，中国科学院开始组建了由赵九章任院长、代号叫“651”的卫星设计院，并把中国第一颗卫星命名为东方红一号。但是，文革时期，赵九章不堪屈辱，抱憾而去。

二、从神话传说到绕地飞天

“嫦娥应悔偷灵药，碧海青天夜夜心。”讲的嫦娥奔月的神话传说，反映了人类对天的敬畏和飞天的梦想。

　　明朝的万户在蛇形飞行器上绑上47支巨大的冲天炮，手持两支风筝坐在飞行器上，梦想点燃火炮一飞冲天，悬浮天空俯瞰五湖四海，可悲的是出师未捷身先死，但是他的行动却彰显了中国人对太空的勇敢探索精神。

　　新中国航天人既没有流连于美丽的神话，也没有沉湎于虚无缥缈的幻想，而是依靠集体的智慧，依靠艰苦奋斗的精神，一步一个脚印地走向成功。

1965年10月20日-11月30日，中国科学院受国防科委的委托，在北京友谊宾馆召开了我国第一颗人造卫星总体方案论证会，42天白天开会讨论，晚上计算核对，形成了东方红一号发射的总体目标“上得去、抓得住、听得到、看得到”。

　　方案已形成，目标已明确，队伍建设和管理就是关键，因此，经聂荣臻元帅建议，毛泽东主席批示同意，1968年2月20日，空间技术研究院正式成立，钱学森任首任院长。在空间技术研究院筹备期间，钱学森已经向聂荣臻推荐了孙家栋，由他负责卫星的总体设计。孙家栋那时不到40岁，他上任后的第一件事是到七机部“选人”，根据卫星发射需要，他从不同技术领域挑选了18位优秀的年轻人，后来他们被称为“航天十八勇士”，其中就有后来担任神舟飞船首任总设计师的戚发轫。

在我国发射人造卫星之前，苏、美、法、日都已发射过卫星，但法国A—1号只工作了两天就失效了，原因是冷坏的，日本大隅号只工作了15个小时就失效了，原因是热坏的。前车之覆，后车之鉴。

可是，当卫星运行向阳轨段时，卫星表面温度超过100摄氏度，当卫星运行至背阴轨段时，卫星表面温度会低于零下100度，冰火两重天仪器设备无法承受，因此，科研人员要计算卫星不同工作状况的温度，没有现成的公式就自己数学建模，没有计算机就用手演算，用算盘算，后来才用计算尺算。为了调控温度，中国科学院有机研究所研究出一种强辐射材料涂于卫星本体内壁，类似绝热作用。中国科学院硅酸盐研究所研制出一种无机材料蒙在外壁。使卫星温度调控到5～40摄氏温度。

卫星研制要做低温实验，没有低温实验室，在哪做？戚发轫说，当时在海军的冷库里头，我们穿着大衣，夏天穿着塑料鞋去做实验，出来以后我们的塑料鞋都冻裂了，碎了，很困难。但是在那种情况下，我们能完成这个任务。

成功发射的第一个目标就是“上得去”，所谓“上得去”是指运载火箭能把卫星送入预定的轨道运行。

我们知道，向上拋出的石头速度越大，石头上升得越高，但俗语说拋起石头砸不到天，石头最终还是会落地，这是地球引力作用的结果。在高山之巅水平拋出石头，速度越大，拋得越远，但也会落地。但是物理学告诉我们，当拋物体速度达到7.9km/s时，地球对物体的万有引力恰好充当绕地球飞行所需的向心力，物体就不会落地。

那怎样才能获得这样大的初速度呢？利用三级火箭的推力接力加速。

长征一号运载火箭就是在东风—4弹道导弹的基础上发展起来的，第一级和第二级为液体火箭，第三级是固体火箭。关键是第三级的研制。

1965年，我国首个固体火箭发动机研究院北上搬迁到呼和浩特，扎根在内蒙大青山脚下。“当年的条件之艰苦是现在的年轻人难以想象的。没有天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊的诗意画面，有的是满眼荒漠和夜间出没的野狼。科研人员和农民一起住在‘干打垒’的土房子里，主食不够土豆充饥，埋头画图设计。”院里的老同志说。

固体火箭研制初期技术不成熟，常会遇到发动机故障甚至剧烈爆炸的危险情况。当时一共进行了19次试车，前面13次都以失败告终。技术负责人副院长杨南生说：“一切现成的经验都没有，只有试验，只有创新。”

　　正是第三级固体火箭在‘最后一公里’的有力一推，将中国人的首枚人造卫星提速到第一宇宙速度，实现绕地飞行。”王希季说。

长征一号火箭技术“总总师”任新民

长征一号技术负责人任新民（左）与东方红一号技术负责人孙家栋（右）。

毛泽东主席访苏时，孙家栋还是中国在苏联的留学生。这不由得使人想起毛主席接见苏联留学生时那段著名的讲话：“世界是我们的，也是你们的，但归根结底是你们的，你们青年人朝气蓬勃，好像早晨八九点钟的太阳，希望寄托在你们身上。”

　　成功发射的第二个目标是“抓得住”，实现“抓得住”是指要在卫星发射后，不管气象情况如何，都能抓得住卫星（即能够跟踪测量）。当时光学观测技术比较成熟，但光学观测受日照条件、天气阴晴变化和卫星亮度等级的限制，不能做为主要跟踪手段，而无线电观测可以在全天候下工作。因而确定以无线电观测为主，光学观测为辅。当时可供选择的无线电设备有单脉冲雷达、比相干涉仪、多普勒测速仪。用前两种设备测轨方法比较成熟，但造价昂贵，对地面建站要求高；多普勒测速仪造价低廉，但对跟踪精度和计算方法无把握。为了摸清情况，中国科学院组织紫金山天文台赵先孜、张家祥，数学所刘易成、计算所张绮霞等用计算所自行研制的当时国内最快的119机进行模拟计算。经三个月的努力，摸清了情况，肯定了陈芳允提出的跟踪测轨方案。这一方案体现了中低轨道卫星测轨系统的中国特色星地信号传输和对卫星的适时测控。当时采用的是多普勒多点测距，分别在新化、南宁、昆明、海南设立了四个多普勒测量站。“东方红一号”发射升空，地面观测系统很快抓住目标，进行持续跟踪、测量与计算，及时预报了卫星飞经世界各地的时刻。由陈芳允主持完成的卫星测量方案非常有效，不仅圆满完成中国第一颗卫星测量任务，而且为中国卫星测控网的建立奠定了基础。

青年时期的陈允芳

东方红一号卫星发射时，北京到大西北的地面通讯，采用明线，在2000多公里长的线路上动员了60多万民兵，每根电线杆下就有一人荷枪实弹站岗执勤，以保证通讯万无一失。

　　成功发射的第三个目标是“听得到” ，所谓“听得到”即让全国和全世界都能用一般的收音机收听中国第一颗卫星发送的声音。《东方红》乐音的接收、转播系统，是中国第一颗卫星独有的系统。产生悦耳动听的东方红乐曲，不是靠录音机，而是用电子线路产生复合音。

如果卫星内置大功率发射装置，让收音机直接收听，卫星的质量会超过一吨，当时的运载火箭不具备这样的技术条件，因此，考虑卫星用小功率的发射装置向大型地面站发射信号，再通过中央人民广播电台向全世界转播。

东方红乐音考虑过用录音磁带存储播放，但磁带播放机不稳定，最后决定用能耗小稳定性强的电子音乐模仿铝板琴的音色，其声音嘹亮，听觉效果好。据说刘承熙开始研制乐音时，试过多种乐器，都不理想，正在一筹莫展时，受到北京站整点报时音乐的启发而茅塞顿开。

但从思路到科研成果再到产品还有漫长的过程，据说当年刘承熙带着同事在重庆苦战了三个月，经过一百多次试验，才研制出电子乐音振源电路，然而在那特殊时期，重庆生产的成品却有很多虚焊，最后音源振荡器还是改由上海生产。

　　成功发射的第四个目标是“看得见”，也就是用肉眼直接可以看到卫星。为此，科研人员将东方红一号的外形设计成近似球体的72面体。卫星采用自旋稳定方式，每分钟自旋120转，72个面空间取向不同，反射光的方向便不同，因此，自旋时便产生闪烁感。尽管72面体的外形设计能使卫星在旋转时闪闪发光，但由于卫星直径只有1米，本体亮度只相当于六等星，肉眼免强可以看到。负责此项研制任务的沈祖炜等专家们想出了“借箭显星”的妙招。

　　长征一号第三级火箭跟卫星一起入轨，如果能找到火箭，就能找到东方红一号了。

　　专家们做了一条聚酰亚胺绸“围裙”，把第三级火箭包起来，表面镀上铝。火箭随卫星入轨后，“围裙”在离心力作用下自动撑开，直径达4米。阳光照射下，亮度接近可观察的二等星。

　　据沈祖炜回忆，当时，折叠伞在北京刚兴起，一把伞要二十多元，差不多顶半个月工资，不舍得买，就跑到百货商场去察看折叠伞怎么收怎样开，去找设计灵感。现在我们都有这种体验，合拢的伞将伞柄用力搓动，伞就会张开，实际这就是利用了离心作用。

　　“东方红一号”是完全自力更生搞出来的，并且一次发射成功。就技术水平而言，其播放信号形式、跟踪手段和温控水平都处于当时世界先进水平。还有它173公斤的重量比苏联、美国、法国、日本第一颗人造卫星重量的总和还多30公斤，表明了火箭的推力大。因此，“东方红一号”发射成功的消息在国际上也引起了强烈的反响，新加坡《民报》说：“中国成功地发射了第一颗人造地球卫星，从天外飞来的音波，不但震荡了举世的人心，也使美、苏两国闻之相顾失色。”

　　新中国的第一代航天人满怀爱国激情，荜路蓝缕，发愤图强，取得了举世瞩目成就。几代中国航天人接力奔跑，正在用实际行动践行他们的诺言：“一定要在不远的将来赶上和超过世界先进水平。”

正如中国改革开放的总设计师邓小平所说：“如果六十年代以来中国没有原子弹、氢弹，没有发射卫星，中国就不能叫有重要影响的大国，就没有现在这样的国际地位。这些东西反映一个民族的能力，也是一个民族、一个国家兴旺发达的标志”。