1984年4月18日，中共中央 国务院 中央军委致电祝贺试验通信卫星发射、定点及通信试验成功。

“万里连营布阵，冲天烈火彤彤。莫问巡天几回转，好去乘风遨苍穹。运筹任从容。”时任国务院副总理、国防部长张爱萍的诗词，形象地描绘了1984年长征三号运载火箭发射东方红二号通信卫星的盛况。4年后，长征四号运载火箭成功发射风云一号气象卫星。至此，我国长征火箭正式具备发射地球同步轨道、太阳同步轨道及普通近地轨道卫星的能力。而世界上大部分应用卫星，都运行在这几类轨道上。

运载火箭的能力有多大，航天的舞台就有多大。长征火箭具备多种轨道发射能力，让中国航天登上了更宽广的舞台。

长征风暴，京沪并举

1970年，长征一号运载火箭成功发射东方红一号卫星，鼓舞了航天战线。当年11月9日至26日，国防科委和七机部在京召开载人飞船和遥感、通信、导航卫星（“三星一船”）方案讨论会，即“11·9”会议。当时正在七机部一院（航天科技集团一院前身）从事火箭总体设计工作的徐盛华参加了这场会议，他回忆，会议提出在二级远程运载火箭基础上增加三子级，作为发射高轨通信卫星的运载火箭。“会后，我和余梦伦、黄作义讨论，加什么样的三子级、能打什么样的轨道。当时提出的方案还是加常规三子级。”他说。

同时，时任七机部科研生产组副组长、一院副院长任新民提出将长一火箭三子级的固体动力换为氢氧动力、用于发射导航卫星的方案也获得认可。当年12月，有关研究所、工厂的人员组成具有时代特色的“三结合”研制队伍，在此前预研成果的基础上，开展氢氧火箭发动机YF-70的研制工作。航天科技集团六院设计人员回忆，当时他们去车间和工人师傅一起讨论方案，工人师傅很支持他们。

发射通信、导航卫星的火箭还处于论证中，但用于发射返回式卫星的两级运载火箭“长征二号”已全面开始研制，其结构与远程运载火箭状态基本一致，直径从长一火箭的2.25米跨越到3.35米，采用一系列先进技术，是后续长征系列常规火箭家族的基础型号。

也是在这一时期，根据周恩来总理的指示，上海地区的火箭、卫星研制工作也全面铺开。以上海机电二局（航天科技集团八院等单位前身）为骨干，上海地区组织了300多个单位参加“大会战”，工程代号“701”。

与长征二号火箭一样，上海地区研制的风暴一号运载火箭也以远程运载火箭为原型。1969年10月，上海地区派出学习组到一院学习，12月即开始进行总体方案设计。1970年起，一院为上海提供方案设计阶段的火箭图纸资料和发动机单机样机，并派人赴沪助阵。

航天科技集团八院翁伟樑介绍，虽有原型，但上海地区仍从任务实际出发、立足当地条件，对火箭设计方案和制造工艺进行改进，同时还发挥上海工业优势，在一些技术攻关中率先突破：“比如火箭贮箱材料的焊接难题，就是由上海市劳动模范唐应斌带领一众工人师傅解决的。”

就这样，京沪两地既坦诚交底、通力合作，又你追我赶、各显神通，研制工作大跨步向前。

1971年、1972年，远程运载火箭、风暴一号火箭先后开展方案性首飞，取得基本成功；1975年7月、11月，风暴一号、长征二号火箭分别成功发射长空一号卫星和返回式卫星，我国运载火箭近地轨道运载能力迈上1吨大关，以京沪为龙头的两套运载火箭研制体系形成。

氢氧上马，箭指高轨

由于研制力量有限、任务繁重、内外环境因素复杂，卫星通信工程自“11·9”会议后进展不大。1974年5月，周恩来总理指示国家计委、国防科委推进卫星通信工程。这时，中远程、远程运载火箭的研制已取得一定程度的突破，再加上其他型号计划调整，一院总体队伍可以腾出手研制新火箭了。

9月，七机部召开会议，通信卫星、运载火箭等几大系统交流了研制情况和技术接口问题。应邀参会的氢氧发动机团队拿出了这几年“静悄悄”干出的成果——液氢半系统发动机实物和试车数据，令大家眼前一亮。氢氧发动机的比冲比常规发动机高得多，且燃烧产物无毒，无论是从当时的任务需求还是从长远发展考虑，都应该突破。由于任新民力争，发射通信卫星的火箭三子级用氢氧发动机得到越来越多的人认可。

11月，七机部颁发运载火箭命名通知。徐盛华回忆，远程运载火箭加常规三子级的方案被命名为长征二号甲运载火箭；加氢氧三子级的方案被命名为长征二号乙运载火箭，1977年12月改称长征三号运载火箭。

当时，氢氧发动机的主要服务目标变为长征三号火箭。经协调，氢氧发动机方案由4吨推力的单管燃烧室改为4.5吨推力的四管并联燃烧室，氢氧发动机被命名为YF-73。

氢氧发动机团队探讨技术问题，桌面上摆放着YF-73氢氧发动机涡轮泵和推力室

1975年2月，国家计委、国防科委向中央提出了《关于发展我国卫星通信问题的报告》。3月31日，中央军委常委会讨论通过该报告并转呈党中央，很快得到毛泽东主席、周恩来总理的批准。卫星通信工程正式上马，代号“331”。1976年7月~8月，国防科委召开“331”工程总体设计协调会，正式明确火箭三子级采用氢氧发动机二次点火方案。

至此，长征三号火箭总体和氢氧发动机研制队伍已开展了一系列工作。一院拟将长征三号火箭任务放在三线基地。“9月，我们赴西南三线基地考察，发现当地不具备研制条件。”徐盛华说。他们此前曾多次赴沪考察，于是提出将火箭一、二级在上海研制，全新的三子级在北京研制，这样既能迅速开展长征三号火箭任务，又能让上海基地衔接新任务、维持队伍。

1977年10月，国防科委、七机部正式决定长征三号火箭的总体设计及第三级火箭的研制由一院负责；一、二级火箭及控制、遥测、外弹道测量系统的大部分仪器和地面检测设备由上海机电二局组织研制。长征三号火箭研制从此驶入“快车道”。

百折不挠，通天盖地

长征三号火箭是我国首型高轨道运载火箭，航天人对其寄予厚望，尽可能把它设计得完美。比如三子级顶部的卫星支架，仅15公斤重，承载能力高达62吨，比设计载荷多出近一倍。“这里减重一公斤，相当于卫星可以增加一公斤。”一院刘素云回忆，接到任务时正值春节，她在很短的时间内就完成了卫星支架和仪器舱的设计，“大家都带着强烈的责任感奋力向前，有多大劲使多大劲。”

安装长征三号运载火箭整流罩

长征三号火箭被赋予一系列先进技术，也带来了一系列挑战。“最难的问题有四方面。”徐盛华回忆，一是低温技术，二是氢氧发动机，三是纵向耦合振动，四是低频振动环境的管理。

简单地说，后两个问题主要源自长征三号火箭的“身材”。与我国以往的火箭相比，它更高、更重、“身形”比例更“苗条”，火箭自身频率更低。这两个问题都可能对箭上的仪器设备和箭体结构带来危害，导致任务失败。在京沪两地协同攻关下，问题得到妥善解决。

低温技术难题则是三子级推进剂带来的。液氢、液氧温度低至零下253摄氏度、零下183摄氏度，很多材料会变得脆如玻璃。液氢分子小、密度小、张力也小，容易泄漏、膨胀，还会在火箭滑行段失重时浮起来，而极寒的液氢液氧偏偏又极为易燃易爆，漏出一点或混进杂质都不得了。如何让推进剂“老实”？除了火箭本身，液氢的生产、运输、储存、加注等都是难题。全国有关单位大力协同，突破了低温技术带来的一系列问题，使我国闯进了氢能应用的大门。

困扰研制团队最久的还是氢氧发动机问题。按使用的推进剂划分，氢氧发动机可以说是液体火箭发动机中最难研制的一类——

一方面是因为推进剂性质特殊，设计师处处面对极端而又矛盾的要求，一旦指标在量上大幅提高，就会带来质的困难。从设计、材料、工艺到试验，研制团队关关难过关关过，终于让氢氧发动机整机在试车台响了起来。

YF-73氢氧发动机试车

另一方面则是因为氢氧发动机的故障喜欢“捉迷藏”，难定位、难分析、难复现、难解决，且常在人们觉得“差不多”的时候突然蹦出来吓人一跳。1979年，YF-73顺利开展了500秒试车、全程二次启动加摇摆试车等重要试验。但1980年起，故障接踵而至，YF-73成为工程短线。直到1983年8月，三子级第二次全系统试车成功，长征三号火箭才拿到“上天”的资格。然而，1984年1月29日，长征三号火箭首飞，YF-73在二次点火仅几秒后就出现异常。

徐盛华回忆，当时西昌发射场刚建成，条件艰苦得很，从1983年9月合练至首飞，试验队已在发射场连续奋战了近5个月。首飞出现异常后，大家也没心情过春节，就地迅速投入排故工作中。“试验队近400人，可以说精兵强将都去了，在发射场分析故障、采取措施、修改图纸、发回北京，有关厂所改进发动机、开展试车。”他说。

“工厂的师傅也很辛苦，调度员弄个简单的铺盖守在电话边，我们有什么需求，他们立即安排生产。”航天科技集团六院顾明初说，前后方密切配合、奋战70天，终于把发动机改好、运到发射场、装在火箭上。

在长征三号火箭三子级安装氢氧发动机和姿控发动机组合体

1984年4月8日晚，长征三号火箭再次奔向太空，将卫星准确送入近地点约400公里、远地点约36000公里的地球同步转移轨道，发射任务取得圆满成功。接下来的一段时间，卫星定点、通信试验成功，我国从此具备了高轨通信卫星的研制、发射与运营能力。张爱萍将军为工程题词——“通天盖地”。

腾飞向“阳”，托举风云

1978年，考虑到氢氧动力难度较高，为确保按计划发射，七机部决定将常规三子级方案作为“331”工程另一方案，命名为新长征三号运载火箭，后更名为长征四号运载火箭，由上海地区研制。为了让火箭运载能力满足任务要求，长征四号火箭总体团队采取了一系列“开源”“节流”措施。

“开源”包括加大火箭的规模、提高发动机推力等。“通过总体优化、反复论证，一子级加长了4米。”翁伟樑介绍，加长可以装更多燃料，但是否会超过铁路运输的限制呢？团队与铁道部有关单位开展严格地试验，确保火箭专列能安全通过隧道、抵达发射场，后来有的型号在确定一级长度时也参考了长征四号火箭的经验。

厂房中的长征四号甲合练箭与风云一号卫星

此前，我国3.35米直径火箭一级发动机单机的标准推力为70吨。长征四号火箭团队向发动机研制单位提出需求，挖掘发动机的潜力。翁伟樑回忆，通过试车，发动机的潜力可达83吨，经科学研判、留足余量，将推力定为75吨，这也成为后来同类型号的标准推力。

“节流”主要是为火箭减重。对于减重收益最高的火箭三子级，研制团队“锱铢必较”，让火箭更轻巧、性能更优。此外，研制团队还采用了数字式姿态控制系统等，这都是首次在我国火箭上使用的先进技术。

正当团队全力推进研制工作时，火箭的任务由发射地球同步轨道通信卫星改为发射太阳同步轨道气象卫星，经适应性改进后的火箭被命名为长征四号甲运载火箭。

新任务对火箭“力气”的要求小了，研制团队对个别功能进行精简，比如取消三子级主发动机YF-40的二次启动。自1971年预研起，YF-40历经坎坷，多次变更任务，终于确定了首飞状态。

长征四号使用的YF-40发动机在中国科学家博物馆展出

但新任务对入轨精度，特别是轨道倾角精度要求更高了。翁伟樑介绍，团队在总体和控制系统设计上予以改进，对计算机、平台等关键产品严格把关，确保入轨精准。

任务调整也给姿控发动机的改进创造了机会。航天科技集团六院戴德海介绍，长征三号、长征四号火箭使用的姿控发动机由上海地区负责研制，其作用包括在三级滑行段控制火箭姿态、让“浮起来”的推进剂“沉底”以确保发动机二次启动正常、在主发动机关机后进行末速修正、在星箭分离后让箭体转向以防撞上卫星等。

长征四号甲火箭使用的姿控发动机

长征四号火箭姿控发动机原计划使用和长征三号火箭类似的大胶囊贮箱。由于二次启动取消、所需推进剂减少，在姿控发动机团队的争取和总体的支持下，长征四号甲火箭姿控发动机采用规模较小的表面张力贮箱。从1986年起，研制团队夜以继日地攻关，终于如期拿出了合格的产品。

1988年9月7日，长征四号甲火箭在太原卫星发射中心首飞成功，将我国首颗气象卫星“风云一号”准确地送入太阳同步轨道。

长征四号甲首飞箭矗立在发射场

天路纵横，振奋士气

改革开放后，我国航天事业迈入新的发展时期。1981年，风暴一号改进型火箭“一箭三星”发射成功，1982年，长征二号丙火箭首飞成功，再加上长征三号、长征四号火箭，我国在20世纪80年代共有4型新火箭发射成功，运载能力覆盖普通近地轨道运载能力2.5吨、900公里太阳同步轨道和地球同步转移轨道1.5吨左右，成为奠定我国航天大国地位的基石。

电视剧《天梦》中，长征三号、四号等火箭呈现在全国观众面前

也是在这一时期，中国航天揭开了神秘的面纱。1979年，在中央新影为新中国成立30周年摄制的纪录片《光明的中国》中，长征二号火箭发射卫星的场景震撼亮相。此后，每逢重大发射任务，都有新闻影像公开发布。长征四号甲运载火箭发射时，还有剧作家走进火箭试验队采风，后创作出电视剧《天梦》，在央视播出。当“团结起来，振兴中华”的口号响起，一枚枚腾飞的火箭成为振奋民族士气的支柱，激励中华儿女在时代浪潮中挺起脊梁。

（文/高一鸣）