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50周年再回首:东方红一号背后的传奇故事

更新日期:2022/1/13来源:上海航宇科普中心

        1970年4月24日,长征一号运载火箭成功发射东方红一号卫星,中国正式开启了太空时代。
        50年后,2020年4月21日,中国航天科技集团有限公司召开专题座谈会,隆重纪念长征一号火箭发射东方红一号卫星50周年。
        会上,集团公司党组书记、董事长吴燕生,总经理、党组副书记袁洁,党组副书记方向明,党组成员、副总经理杨保华;航天老领导王礼恒、孙家栋,院士专家代表龙乐豪、刘宝镛、方心虎、戚发轫、叶培建、周志成、张贵田等,以及长征五号、北斗三号、嫦娥五号、风云四号等型号“两总”共同聚首,一起追忆往昔,展望未来。
        在座谈会上,与会专家、院士提到最多的一个词是“航天精神”。他们认为,“东方红一号”研制攻关的历程,构成了我国“两弹一星”精神和航天传统精神的内核。“东方红一号”开创了中国的航天事业,其凝聚的航天精神丰碑,鼓舞着一代又一代的航天人献身航天事业。
        “与50年前相比,今天的中国航天有更坚实的基础、更优秀的人才、更好的外部条件,正处在由航天大国向航天强国转变的路上。此时,我们会不断碰到新问题、遭遇新挫折、迎来新挑战,但无论如何,我们要始终记得,新一代人拥有新的梦想,我们当前为之奋斗的梦想就是航天梦、中国梦。”集团公司党组书记、董事长吴燕生说。             吴燕生表示,50年来,中国航天事业取得了一系列辉煌成就,但在这个过程中,也经历了坎坷、挫折,甚至失败,每次失败都是中国航天再次跨上新台阶的基础。当前,中国航天正面临着严峻形势,要进一步加强质量管理、提升质量意识,更好地传承弘扬航天“三大精神”和优良传统,要坚持全面深化改革,加快航天科研生产模式转型升级,推动航天型号工作向高质量保证成功、高效率完成任务、高效益推动航天强国和国防建设转变,不断谱写中国航天事业发展的新篇章,为实现“两个一百年”奋斗目标、实现中华民族伟大复兴的中国梦作出中国航天人更大的贡献。
50年后再回首——空白的起点,简陋的设施,风雨飘摇,踯躅前行。那是一段传奇的岁月,更是奋斗的奇迹。
        他们见证“东方红一号”发射,他们把故事讲给你听:
打开中国火箭的“窗”
        早在1958年,毛泽东就提出,“我们也要搞人造卫星”。中国科学院便开始了人造卫星的规划工作。 
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。这一系列进展为发展人造卫星奠定了基础,卫星计划被重新提上日程。周总理主持中央专委会议,确定整个卫星工程由国防科委负责组织协调,代号“651”,全国的人、财、物均为“651”开绿灯。        新中国的卫星从零开始,火箭也是白手起家,连一张图纸都没有。历史将一个充满挑战而又令人羡慕的机遇赋予了七机部第八设计院——让王希季主持中国第一枚运载火箭长征一号的研制工作。王希季提到,一定要拿出一个适合中国国情的技术方案:既能满足需要,又切实可行。
要把人造卫星送入预定轨道,运载火箭必须达到7.9千米/秒的第一宇宙速度,单级火箭虽然能冲出大气层,却不具备如此大的动力,所以要依靠多级火箭进行“接力推动”。
        王希季在全面斟酌空间、地面、材料、技术等各方面情况的基础上,创造性提出了研制将导弹技术与探空火箭技术结合、液体火箭与固体火箭组合、充分利用我国工业和技术基础的火箭,也就是我国长征系列运载火箭的先驱——长征一号运载火箭。
        长征一号运载火箭一二级选用液体燃料,第三级采用固体火箭,火箭全长29.46米,最大直径2.25米,起飞推力104吨。
        对王希季来说,用尚未研制的固体火箭发动机作为长征一号火箭第三级的动力装置是一项全新的课题,它要可靠地在300千米左右高空点火,并在180转/分的条件下工作,难度非常大。
        在内蒙古呼和浩特市郊区,有一座三层楼高的建筑,这是我国第一个固体火箭发动机试车台,长征一号运载火箭发动机就在这里试车,1米多厚的混凝土钢筋防护墙被发动机喷射出的烈焰灼烧得斑驳陆离。
        时任七机部四院副院长的杨南生说:“在发射第一颗人造卫星的运载火箭上采用完全由中国人自己设计制造的固体火箭为第三级,这确实需要莫大魄力与勇气。”
        1967年,按照国防科委要求,长征一号运载火箭总体任务移交给第一研究院负责。在周总理的批准和保护下,第一研究院副院长任新民主持完成了“长征一号”余下的研制工作。
        1970年4月在向周恩来总理汇报的文件中,一院徐天毅绘制的长征一号火箭发射东方红一号卫星用图。
3年后,长征一号运载火箭成功把东方红一号卫星送入太空,使我国成为世界上第五个独立研制和发射卫星的国家。
在寂静中寻宝
        张贵田时任长征一号火箭发动机副主任设计师,承担二级火箭发动机的研制任务。长征一号运载火箭二级火箭发动机是我国第一台高空发动机,工作在60公里以上高空,如何保证发动机在高空顺利点火,成为研制工作中的首要技术难关。
        张贵田和同事们反复研究,排除时差、气压等各种不稳定因素,为二级发动机打造出合适的试车环境,并进一步改造发动机有关系统。随后,高空点火、提高发动机比冲等一系列工作紧锣密鼓地展开。
为保证卫星上天万无一失,1970年1月,他们用新研制的中远程导弹进行了测试,从监测数据看,二级发动机高空点火、启动关机等各个环节的工作正常。
要掌握二级发动机上天工作情况的一手资料,就必须找回试验弹发动机残骸,以便于分析评价其可靠性。
        新春佳节正是合家欢聚的时刻,张贵田和其他几位同志一路风尘仆仆,在大年三十辗转到了酒泉,在酒泉机场才知道春节期间飞机停飞,等到初二才搭上去往乌鲁木齐的航班。张贵田一路坐卧不安,担心耽搁久了,发动机残骸会被风沙埋掉,从乌鲁木齐下南疆到和田,通往落点的沙石路尘土飞扬,张贵田心急如焚,嘴角起了火泡儿。
        到达临时驻地的第二天,张贵田和同事们在当地向导的带领下,向沙海进发。他们“一”字排开,相距十几米,在绵延无际的沙丘间穿行,一会儿爬上沙丘,一会儿又跌进谷底。
        一个又一个小时过去了,太阳爬到眼前,又攀上头顶,张贵田回忆:“夹在沙丘间的那块青天,在单调地衬托一种透彻的、近乎死一般的寂静,静得可怕、静得孤独、静得无助。”
        终于在12点左右,大家发现了“宝贝”,连滚带爬地奔过去,发现是二级发动机燃烧室的机架,它静静卧在沙丘上,像个熟睡的胖宝宝。张贵田和同事们把残骸翻来倒去看了又看,内壁光洁无损,亮堂堂的,一点高温高压烧蚀冲刷过的疤痕都没有,真漂亮。下午五六点,大家又陆续找到了其他组件残骸。带着全部“宝贝”出发,大家在向导引领下找到小河,洗去风尘,在沙窝里度过了一个寒冷又兴奋的夜晚。
        从接到任务到火箭成功发射,5年来,张贵田和同事们一直奔波在北京南苑研究所、云岗101试验站、长城外康庄的生产厂家之间,为解决生产设计问题风雨不误,最终换来“东方红”响彻苍穹。
给夫人买件大红毛衣
        1967年7月29日午后的北京异常闷热,孙家栋正在办公室伏案进行导弹设计。国防科委参谋汪永肃没打招呼,直接驱车过来,传达了他被钱学森点将,负责中国第一颗人造地球卫星总体设计工作的任务。
        卫星总体设计任务是设计一个能够满足用户特定任务要求、优化的卫星系统和其空间轨道。完成卫星总体设计就需要提出并解决卫星从研制到空间运行全过程的技术问题,明确每个研制阶段的技术指标要求以及各分系统间错综复杂的接口关系。
        搞卫星总体,要先选人。在那个特殊时期,孙家栋从不同专业角度和特长出发,选定18人,组建了分系统与专业化配套的总体部。
        那年冬天,在国防科委组织召开的东方红一号卫星方案论证协调会上,各有关单位和有关系统的参会人员将卫星总体技术方案通俗地概括为“上得去、抓得住、听得清、看得见”。
        在技术目标确定后,孙家栋大胆提出了卫星研制分两步走的计划,即先用最短的时间实现卫星上天,在解决了有无问题的基础上,再研制带有探测功能的应用卫星。
        最终,大家确定东方红一号卫星由结构、热控、电源、短波遥测、跟踪、无线电和《东方红》乐音装置以及姿态测量部件组成,总质量控制在173千克左右,直径1米,外形为近似圆球的72面体,采用自旋稳定方式在空间运行。
        1969年9月,东方红一号卫星正样检验星完成了全部环境模拟试验,卫星各分系统符合指标要求,技术状态基本正常。10月,东方红一号卫星发射星完成了各分系统的产品配套。
        1970年3月21日,两颗东方红一号卫星发射总装工作全部完成,随后又完成了整星测试。3月26日,周恩来总理批准火箭、卫星正式出厂,技术人员接到通知后,将火箭、卫星装上了前往酒泉卫星发射中心的专列,钱学森随同专列一起出发,但孙家栋由于在政治上受到冲击没能同去。
        4月24日下午3时50分,周恩来总理从北京将电话打到酒泉卫星发射中心,“毛主席已经批准了这次发射,希望大家鼓足干劲,细致地工作,要一次成功,为祖国争光。”
        21时35分,高音喇叭里传出指挥员洪亮的“点火”口令,地下控制室发射控制台前的胡世祥按下火箭“点火”的按钮,瞬间,“长征一号”伴随着轰鸣声腾空而起刺向天空。
仅仅几分钟时间,火箭按预定轨迹飞离了人们的视线。15分钟后,高音喇叭里传出测控系统报道“星箭分离”“卫星入轨”的消息。
        不在发射现场的孙家栋坚守在北京卫星总体部设立的临时卫星接收站,及时将汇集来的信息进行对比,验证卫星信息的可靠性。随着卫星发射成功消息的到来,孙家栋再也抑制不住内心的喜悦,眼里噙满了激动的泪花。
卫星发射成功后,国防科委推荐了以钱学森为首的17位功臣组成的观礼团,在天安门城楼上与毛主席、周总理共同欢度“五一”国际劳动节,但这17人里没有孙家栋。
        “五一”当天,与孙家栋一起研制人造卫星的人都提前坐车离开,难得的清闲,他一人去了前门大栅栏溜达,看到商场门口有许多人在排队买毛衣,他也排到抢购的队伍里给夫人买了件大红毛衣。
等云层裂开一道缝
        戚发轫是孙家栋选出的“航天十八勇士”之一,在东方红一号卫星项目中负责完善地面试验方案和落实各项试验。
        受限于客观条件,地面试验困难重重。东方红一号卫星上有4根3米长的短波天线,天线发射时收起,上天解锁后要靠自旋甩出。当年没有计算机仿真,如此复杂的运动轨迹完全依赖地面试验。
        戚发轫带着团队研制设备,借用力学所的场地,在一个仓库里“就汤下面”。做天线试验时,老同志们拿着废弃的木箱子盖挡着做防护,从木板间的缝隙往外观察;年轻人爬上没有顶棚的房梁,骑在房梁上往下看。大家就是在这种条件下做试验、找问题。戚发轫回忆:“当年真是风雨无阻,总体方案优化加上充分的地面试验使东方红一号卫星抢了进度、保证了质量。”
        距离发射还有10天时,戚发轫作为中国空间技术研究院试验队的队长和卫星技术负责人,随钱学森、任新民等人乘专机从发射场回北京,向周恩来总理汇报工作。
周总理询问了轨道参数、卫星重量、空间物理参数等细节,戚发轫一一作答,并说道,“关于卫星到底能不能一次发射成功的问题,我不能打包票,只能实事求是地说,凡是能想到的、能在地面做的试验,我们都做了,都没有问题”。
        发射当天,戚发轫清楚地记得晚上天气状况并不理想,会影响到光学跟踪设备测量发射轨迹。指挥部领导和同志们都很焦急,基地司令一直追问天气好不好。
        晚上9点多,天公作美,云层在发射轨道的方向上裂开一道缝。在敖包山上听到“星箭分离”的口令后,发射基地的司令拍着戚发轫的肩膀说:“小伙子,成了!”戚发轫心想,再等等,火箭是成了,但还没听到卫星播放《东方红》乐曲。 
        按照设定,东方红一号卫星的短波无线电发讯机将循环播送《东方红》乐曲和遥测讯号,首先以40秒的时间连续播送两次《东方红》乐曲,间隔5秒钟以后,播发遥测讯号10秒钟,又间隔5秒钟,进入下一个循环。9点50分,广播事业局报告,收到了卫星入轨后播放的《东方红》乐曲,声音清晰洪亮。90分钟后,新疆喀什站报告,收到太空传来的《东方红》乐曲。
        戚发轫终于放下心来,“我们成功了!”

来源于:中国航天科技集团

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