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为了中国卫星翱翔太空
来源 : 文汇报 发布时间:2016年04月21日
 

首个“中国航天日”特别报道·上篇

今年4月24日,是首个“中国航天日”。

60年了,今天很多人不知道60年前尚未建立完整工业体系的中国,就曾制定了一个向高科技攀登的宏伟规划:《1956-1957年科学技术发展远景规划纲要(草案)》。

这份《远景规划》,确定了57项国家重点任务,其中第37项为“喷气与火箭技术”。正是这第37项,为新中国新添了一项跨世纪的伟业———航天事业。

航天事业,是实现国家跨越式发展的战略决策。但它起步之艰难曲折,远非我辈后人可以想象。直到这一宏伟规划公诸于世的24年后,中国航天事业才正式向世界拉开她深蓝色的大幕:1970年4月24日21时35分,我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”从西北大漠深处的酒泉卫星发射中心腾空而起,使中国成为继苏联、美国、法国和日本之后,第5个完全依靠自己的力量成功发射卫星的国家。该星不仅全部达到了设计要求,而且质量比前4个国家发射的第1颗卫星的质量总和还要多出29.8千克。

60年后的今天,中国航天事业已经位居世界前三强。酒泉卫星发射中心党委书记夏晓鹏告诉记者,酒泉卫星发射中心已成为一个高科技的航空港,迄今为止共发射了99颗科学卫星、10艘宇宙飞船和“天宫一号”目标飞行器,将10位、12人次的中国航天员安全送上太空,创下了中国航天史上十数个“第一”。今年,我国的“天宫二号”空间实验室、“神舟十一号”飞船,还将在这里发射升空。

“东方红一号”卫星内部结构图。

46年前发射中国第一颗卫星的发射塔和勤务塔,像2座默默无言的纪念碑,如今依然耸立在酒泉卫星发射中心的戈壁深处。

与它相隔几十公里遥遥相望的,是现代化的载人航天发射场和近百米高的垂直总装测试厂房、大推力运载火箭发射塔。两者的对比和守望,是中国航天事业60年的拼搏和跨越,是中国航天人要建设世界一流航天中心的见证和雄心。

“八公里也了不起!我们就是要这样八公里、二十公里、二百公里地搞上去!”

1957年10月4日,苏联成功地发射了世界第一颗人造地球卫星,全美上下顿足捶胸。

7个月后,在中共八届二中全会上,毛泽东主席说:“我们也要搞人造卫星。”当时,中国还没有运载火箭,连近程导弹也才刚刚开始仿制。

1960年2月19日,上海郊区的一片滩涂上,我国自行研制的第一枚液体燃料推进的探空火箭腾空而起,火箭飞了八公里。

3个月后,毛泽东主席在上海视察探空火箭时,高兴地说:“八公里也了不起! 我们就是要这样八公里、二十公里、二百公里地搞上去!”

几年后,我国在导弹技术和探空火箭技术结合、液体与固体推进剂火箭组合的基础上自主研制了“长征一号”运载火箭。

果断决定研制“两弹一星”,重点突破国防尖端技术,是以毛泽东同志为核心的中共第一代领导集体在当代中华民族振兴史上写下的一页最辉煌的篇章。

1965年7月,中国科学院提出了《关于发展我国人造卫星工作的规划方案的建议》。周恩来总理主持的中央专委会议原则批准了此规划方案,并决定第一颗人造卫星争取在1970年左右发射。

曾对我国“两弹一星”和航天事业进行过深入采访的资深军旅作家彭继超告诉记者:其实,当时我国还曾酝酿过载人航天计划。1966年7月15日清晨,载着取名“小豹”小狗的生物试验火箭发射升空。箭头生物舱最后以小于每秒10米的速度安全返回地面。生物舱内,“小豹”目光炯炯地坐在托盘上,安然无恙。

时隔两周,我国又发射成功了第二枚生物试验火箭,箭头生物舱同样完整无损地被回收,上天的小狗“珊珊”与大白鼠等生物均活着安全返回地面。

1968年1月,在有关部门召开的“我国第一艘载人飞船总体方案设想论证会”上,将我国的第一艘载人飞船命名为“曙光一号”。此后,还从全军飞行员中选拔了20名预备航天员。

此虽“壮怀激烈”,但载人航天终究是一个巨大的系统工程。当时我国连人造卫星也没有成功发射过,仅有的“长征一号”火箭运载能力只有300千克,航天测控网还没有建设起来。我国的经济基础薄弱,工业制造及相关工艺水平落后,加上“文革”十年动乱的影响,“曙光计划”最终不得不尘封在科学家的草图和设想中。

但我国人造卫星的研制仍在扎实推进中,航天专家为此披肝沥胆,无私奉献。

当年曾参与“东方红一号”相关测控工作的中国工程院院士、“风云一号”、“风云三号”卫星总设计师孟执中至今依然清晰地记得,在1965年10月,中科院受国防科委的委托,在北京友谊宾馆召开了中国第一颗人造卫星方案论证会,即“651会议”。这是中国航天史上一次著名的会议,会议历时42天。

孟老告诉记者,会议由中科院副院长裴丽生主持,赵九章就卫星的总体设计作了总结发言。会上,钱学森介绍了运载火箭研制的总体思路。会议对卫星本体、运载火箭、地面跟踪测量网和发射场,以及卫星轨道的跟踪测量和星上下传数据的接收等问题取得了基本一致的意见。

孟老还清楚地记得,会议期间,周恩来总理和中央其他领导人还特别邀请与会代表在人民大会堂小礼堂一起观看文艺演出,鼓励大家集思广益,献计献策,搞好第一颗人造卫星方案的论证工作。

1966年初,中科院正式成立了“651”设计院,赵九章任院长。两年后,负责卫星地面站控制计算中心的孟执中,来到了西北大漠深处的“东风基地”。

昔日的“东风基地”,如今早已卸下甲胄戎衣,就是今人耳熟能详的“酒泉卫星发射中心”。虽冠名“酒泉”,其实它在酒泉市区以北220公里的人迹罕至的巴丹吉林沙漠深处。这里一年四季只有西北风嘶吼,最高风速达每秒40米,年降雨量不过几十毫米,但豪迈的中国航天人却给她取了个名字叫“东风”!

孟老向记者形容,他们当年在此创业如同“活兵马俑”:即使住在帐篷里,也几近“沙葬”,被子上和脸上都厚厚一层黄沙。每人每天只有一行军壶的水,喝都不够,无法洗漱。吃的是“细沙馒头”———上海阿奶所说的“细沙馒头”是指豆沙馅的包子,而它在酒泉则是一口咬下去就是黄沙的馒头!

其实,当时科研人员遇到的更大的风险,还不是生活条件的艰苦,而是“文革”的动乱。

1966年10月,正在全力领导研制人造卫星的赵九章被造反派勒令“靠边站”了,其罪名是无中生有的“德国特务”和“反动学术权威”,于是陷入了没完没了的批斗中。60多岁的他被逼挂着“德国特务”的牌子游街,他弯不下腰去,造反派就用烟头烫他的腿和腰。他实在弯不下腰,造反派就用烟头烫他的嘴。1968年10月11日凌晨,赵九章含冤自尽。

就在赵九章自杀的第二天,在大洋彼岸,美国“阿波罗七号”飞船载着3名宇航员飞向太空。

要是没有“文革”,多少中国优秀的知识分子能免遭“祸害”,中国的航天事业会加快多少年!

酒泉卫星发射中心的科技人员正在检测“东方红一号”和“长征一号”。

令刘承熙他们日夜担心的问题出现了:《东方红》乐曲变调了!

1967年12月,我国第一颗人造地球卫星被命名为“东方红一号”。1968年2月,卫星本体和地面测控系统的研制工作,由中科院转交新成立的中国空间技术研究院负责。抓总负责卫星研制发射任务的国防科委用4句话概括了卫星总体方案的目标:“上得去,抓得着,看得见,听得到”。为了让全世界人民都听到中国第一颗卫星的声音,确定卫星要播送《东方红》乐曲。

当年与孟执中同在中科院自动化研究所工作的刘承熙和李晔等,担负起了如何让“东方红一号”卫星“听得见”的工作。他俩曾讲述过《东方红》乐曲如何在太空响起的往事:

苏联第一颗人造卫星的呼叫信号是“滴滴哒哒”的电报码,呼叫信号和遥感信号是用两个发射机分别发送的。我国第一颗人造卫星的呼叫信号是 《东方红》,乐曲的播送和卫星各种遥测工程参数的传送是用同一个发射机交替发送的,这么做的优点,是可以简化卫星结构和减轻卫星重量。

如何间隔发送呢? 《东方红》全曲共16小节,播送一遍用时40秒。为了突出前8小节的那一段乐曲,在40秒内重复播放两遍前8小节。然后,间隔5秒,发送10秒钟的遥测信号;再间隔5秒,开始下一次循环。这样交替播放乐曲和发送遥测信号,满足了第一颗卫星主要任务的要求。

但要真正完成好这个任务并不容易。因为不仅要保证卫星上天后乐音不能哑,还要保证乐曲不能走音变调。

为实现用一个发射机交替传送 《东方红》乐曲和遥测信号,唯一可行的方案是采用电子乐音。模仿什么乐器的声音来实现悦耳动听和高可靠性呢? 北京火车站的钟声雄壮浑厚,他们曾想模仿它,但是线路很复杂,结果没有采用。后来,在北京乐器研究所和上海国光口琴厂的协助下,选中了铝板琴的琴声。用线路来模拟铝板琴奏出的《东方红》乐曲,不仅听上去清晰悦耳,而且制造起来线路简单,可靠性高。

用电子线路产生《东方红》乐曲,要解决两大难题:一个是“音键”;另一个是按节拍敲打。《东方红》乐曲前8节中,有6个不同的音,就要用6个不同的“键”,他们用了6个不同的高稳定度音源振荡器代替6个不同的“键”;同时,用程序控制线路产生的节拍来控制音源振荡器的发音和衰减,对音源振荡器的振荡,则用低频加以调频和调幅,并混以谐波产生和音,如此产生了类似铝板琴发出的《东方红》乐曲的声音。

但当时正值“文革”动乱时期,厂家要生产出既能承受发射时力学环境的考验,又能经受宇宙空间特殊环境下工作考验的所有元器件和设备,谈何容易!刘承熙他们首先对采用的电子元器件进行了严格的筛选,对每一个焊点逐个检测,通过细致入微的严格检测,确保每个元器件和焊点的质量和高可靠性,解决了在电磁干扰下乐音错乱等问题。

为了防止卫星上天和旋转时震动对乐音装置的影响,他们采用了环氧树脂固封的方法。但是,偏偏在固封以后,令他们日夜担心的问题出现了:《东方红》乐曲变调了!这让研究人员压力巨大,夜不能寐!

不知经过多少个紧张的日日夜夜,逐点逐级地对相关电路进行检查后,他们终于发现了问题的症结。在上海科学仪器厂的配合支持下,改变了工艺和流程,终于解决了乐音变调这一难题。

最后,他们将乐音和遥测电路板一起装进一个盒子里,方才大功告成。

原定工作寿命20天的卫星,成功发送信号28天

1970年4月1日,装载2颗“东方红一号”卫星和“长征一号”运载火箭的专列,抵达酒泉发射中心。

“长征一号”运载火箭全长29.9米,最大直径2.25米,起飞重量为81.5吨。它由三级火箭组成,一级火箭装有4台液体发动机,总推力为104吨;二级火箭装有一台高空液体发动机,推力30吨;三级火箭使用一台固体发动机,推力为17.5吨。在固体发动机上还装有4个旋转小火箭,“东方红一号”卫星就静静地躺在三级发动机头部的整流罩里。

4月2日下午,周恩来总理在人民大会堂听取卫星发射准备情况的汇报。

按照周总理“严肃认真,周到细致,稳妥可靠,万无一失”的要求,发射前,酒泉航天人进行了反复的测试和合练,以确保“万无一失”。

4月24日凌晨,毛泽东主席亲自批准了发射计划。

当晚9时35分,沉寂千年的戈壁滩首次被烈焰照亮。火箭以104吨的巨大推力拔地而起,在点火141秒后,一级火箭脱落;二级发动机开始工作,当它飞到离地面82公里的高空时,按计划抛弃了覆盖在卫星外部的整流罩。

第516秒,二级火箭脱落;在4个旋转火箭的作用下,第三级火箭开始自旋,固体发动机随即点燃,40秒后,它加速到每秒7.9公里的第一宇宙速度,再继续飞行30秒后,星箭成功分离;

发射13分钟后,“东方红一号”准确进入预定轨道。

“东方红一号”卫星质量重达173千克,运行轨道近地点为439公里,远地点为2384公里,轨道倾角为68.4度,运行周期为114分钟。

卫星自旋时,4根3米长的套管式短波天线自动打开,开始发送信号。很快,浩瀚太空中响起了《东方红》乐音。在北京的李晔翘首长空,凝神静听,双泪长流,内心的自豪感汹涌澎湃。其后,他挑起了我国第一颗通信卫星“东方红二号”、“东方红三号”的总体方案选择、设计、研制和在轨管理的重担。

第二天,全国人民都通过广播听到了从太空传来的《东方红》乐曲,它声音铿锵有力、清晰悦耳。

“东方红一号”卫星直径只有1米,为了使地面“看得见”,科研人员首先把卫星外形设计成由72面体组成的一个球体,目的之一是使卫星在轨运行时能闪光,因为该卫星是采用自旋稳定方式稳定,所以当它转起来以后,就会产生一闪一闪的效果,易于地面观测。但由于卫星直径太小,卫星本体的亮度只有六等星左右,在天气不好时仍难以看见。技术人员集思广益又想出一个新办法:把第3级固体火箭的“外衣”由锥形的“裙”变成球状的“体”,而且在这个布气球外层也镀上铝,令其能大面积反射太阳光。星箭分离后,“围裙”自动撑开,最终成为4米直径的“气球”,使末级火箭的亮度提高为2-3等星,从而便于人们观看。但在地面用肉眼看到的不是卫星本身,而是“气球”(带着“围裙”的末级火箭)。“气球”起引导视线的作用,在其附近很容易找到相同轨道和高度的“东方红一号”卫星。

在“东方红一号”上天后,遵照周恩来总理的要求,中国对“东方红一号”卫星飞经各国首都上空的时间进行了预报,以便各国观测,因而在当时引起许多国家的强烈反响。

当时星上能源采用的是化学电池,原来设计的工作寿命只有20天。但由于能源系统的质量保证,乐音和遥测装置在太空连续正常工作了28天,取得了大量的工程遥测数据,为后来的卫星研制提供了经验和依据。

孟执中院士告诉记者,“东方红一号”卫星原来预计在轨时间18年以上,但46年后的今天,它仍在太空翱翔,其飞行轨道与当初发射时相差无几。只要了解其运行参数,目前在夜间仍可以观测到。

鸟瞰“天宫”。

“火炬”孤身扑向大漠,戈壁滩上留下了他38个焦黑的脚印

航天事业,是无数科研人员和爱国将士报效祖国的宏伟事业。

发射中心党委书记夏晓鹏告诉记者,“两弹一星”元勋邓稼先在接到任务后,回家对妻子说:“要调动工作,不能再照顾家和孩子了,通信也困难。”从此,他在西北大漠隐姓埋名几十年,直到1999年国家公开表彰“两弹一星”元勋,人家才知道他的名字。而此时,他已经去世了13年。

在酒泉,在我国的航天事业里,有千千万万个邓稼先一样的科研人员,他们“干惊天动地事,做隐姓埋名人”。

我们怀着虔敬的心情走进“东风革命烈士陵园”。

象征东风人扎根戈壁、志在航天的东风革命烈士纪念碑剑指苍穹。碑座下,安放着聂荣臻元帅的骨灰。93枚盛开的汉白玉花朵组成的花环,覆盖着老帅的英灵。聂帅身后,740座墓碑排列成整齐的军阵,寂然伫立,如同整装待发的将士,令人肃然起敬。

“再穷,也不能没有一根打狗棍!”聂帅当年为推进“两弹一星”发出的豪言,仍在我们心头回响。

眼前的石碑上,是一个年轻的英雄:王来,1943年出生,1965年10月20日为抢救战友牺牲。

让时光倒转至那天下午6时:一次大型试验任务合练圆满完成。4辆加注车拖着槽罐里剩余的液氧驶往戈壁深处,排除剩余液氧。前3台车顺利排空,第4台车剩余液氧即将排完,战友们整理装备准备返回。不料,意外发生了!4号车液氧洒进了一簇红柳,红柳迅速燃起大火,战士们赶紧用沙土将火扑灭。这时,一名新战士发现一棵红柳枝上还有火星,急忙用脚去踩。可是,由于刚刚完成排氧任务,液氧在工作服上形成了一层气化分子膜,沾到火星,火苗瞬间顺着衣服蹿了上来。情急之下,王来战友们连忙跑上前扑打,但又有两名战士身上着起火来。

当了5年加注手的王来深知,在液氧助燃的烈火面前,人的躯体等于什么。可时间不容多想,他顾不得自己身上的火苗,拼命把战友周孟山和武润喜着火的衣服扒了下来。战友得救了,气化分子却使王来成为了一支熊熊燃烧的火炬。

身边就是战友和加注车!怎么办?当更多战友要向他冲来时,王来大吼一声:“别过来!”便转身向戈壁滩跑去。10米,20米,“火炬”离战友、离加注车越来越远,熊熊烈火中,王来的步伐踉踉跄跄却坚定无比。

王来走了,只在戈壁滩的沙砾上,留下了38个焦黑的脚印。

守护陵园的工作人员告诉记者,这里安葬的英灵,平均年龄只有27岁!27岁! 正是花一般的年纪,但他们选择了航天,选择了沙漠,选择了奉献,选择了牺牲,同时也选择了光荣!

聂帅的身边,左右两侧是一列将星闪耀的墓碑。孙继先、李福泽、张贻祥、徐明、石荣屺……这些写进共和国航天史册的将军,依然紧随元帅麾下。

“将兵之道,身先士卒”。也许,正是将帅们高山仰止的人格魅力,才使得一批批科技专家云集麾下,扎根戈壁,为中国航天披肝沥胆,奉献终生。

聂帅右手边,是卫星发射中心发测站高级工程师胡文全的墓冢。这位在戈壁滩一干就是28年的高工,给人们留下了太多的回忆。1958年,不到20岁的哈军工首批毕业生胡文全,来到这片大漠。事业像块巨大的磁石吸引着胡文全,使他为之付出了全部心血。扎根戈壁28年,胡文全拼出了4项科技成果奖,立下多次二等功、三等功。就在他来到大漠第28年的那个除夕,胡文全住进了医院。望着已经深度扩散的癌变切片,医生们惊呆了:“怎么不早些来啊!”……

爱之大者,为国为民。

航天人对中国航天事业的爱,真的已经超越了亲情、爱情,甚至超越了自己的生命。

这千千万万名航天人汇聚起来的大爱,是一颗又一颗中国卫星遨游苍穹、飞得更高更远的动力源!(宗兆盾 郑蔚)

(照片均由许京木、杨斌供稿)

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