流星追月：中國(guó)航天技術(shù)（三）：巡天第一星

中國(guó)航天技術(shù)的早年發(fā)展雖然從時(shí)間維度上來(lái)說(shuō)不落后世界主流太多，但畢竟耐不住基礎(chǔ)過(guò)于薄弱，這也讓幾乎每一點(diǎn)成就的取得都要耗費(fèi)無(wú)數(shù)人的心血和智慧。為了迅速趕上國(guó)際主流，發(fā)展與國(guó)家規(guī)模匹配的航天技術(shù)，我們?cè)缙谝步?jīng)歷了一個(gè)虛心學(xué)習(xí)，甚至笨拙模仿的過(guò)程。但必須看到，從很早開始，中國(guó)航天技術(shù)就已經(jīng)開始擺脫所謂的老師和參考，走出了一條獨(dú)立自主的技術(shù)路線。如今，中國(guó)航天已經(jīng)達(dá)到毫無(wú)爭(zhēng)議的全球頂級(jí)水平，一路走來(lái)，最值得書寫的除了那一個(gè)個(gè)載入歷史的彪炳瞬間，還有一代代航天人對(duì)于自己事業(yè)甘于奉獻(xiàn)、默默付出的動(dòng)人執(zhí)念。

第三節(jié) 巡天第一星

1965年1月8日，錢學(xué)森建議人造地球衛(wèi)星研制應(yīng)該重新。經(jīng)過(guò)一系列緊張籌備，1968年2月20日，由錢學(xué)森擔(dān)任院長(zhǎng)的空間技術(shù)研究院成立。“東方紅一號(hào)”人造衛(wèi)星的研究和發(fā)射就此拉開序幕。

人造衛(wèi)星的研究和發(fā)射，其政治意義的重要性不言而喻，黨中央的要求是“上得去，抓得住，聽(tīng)得到，看得見(jiàn)”。這四個(gè)要求都很重要，不但得解決問(wèn)題，還得弄得漂亮。

我國(guó)已經(jīng)按照當(dāng)時(shí)世界上其他兩個(gè)航天大國(guó)的思路，在地面建立基站用來(lái)保障實(shí)時(shí)監(jiān)控衛(wèi)星位置。同時(shí)國(guó)家通信部門也被調(diào)動(dòng)起來(lái)，必要時(shí)刻進(jìn)行線路限流，全力保障衛(wèi)星通訊。為保證數(shù)據(jù)順利傳輸，全國(guó)數(shù)十萬(wàn)民兵動(dòng)員起來(lái)，保證每一根電線桿下都有人站崗。在衛(wèi)星的發(fā)射過(guò)程中，新中國(guó)總共動(dòng)用了全國(guó)百分之六十的通訊系統(tǒng)來(lái)確保測(cè)控系統(tǒng)的安全和正常運(yùn)轉(zhuǎn)，確保萬(wàn)無(wú)一失。但“抓得住”完全不同。這意味著衛(wèi)星能與地面聯(lián)系，這要求建立無(wú)線電通訊技術(shù)，其核心內(nèi)容是利用多普勒原理來(lái)計(jì)算地球和衛(wèi)星之間距離，這在當(dāng)時(shí)僅有少數(shù)國(guó)家掌握。

研究一度陷入困境。確實(shí)，沒(méi)有開普勒測(cè)繪方程，就無(wú)法掌握衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)軌道，也就不能充分掌握衛(wèi)星的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)。直到有一天，衛(wèi)星總體組的研究員轉(zhuǎn)變思路，找到衛(wèi)星運(yùn)行速度和地面距離之間的算法，從另外一個(gè)思路“推導(dǎo)”出了開普勒測(cè)繪方程。

如何證明這個(gè)思路可行呢？只能通過(guò)現(xiàn)有數(shù)據(jù)對(duì)該方程進(jìn)行論證計(jì)算。但在當(dāng)時(shí)，計(jì)算條件落后，僅有半自動(dòng)計(jì)算機(jī)。經(jīng)過(guò)高密度的計(jì)算論證，證明最終科研人員的思路可行。

誠(chéng)然，衛(wèi)星上天并昭告世界無(wú)疑能極大程度提升國(guó)際地位。中央對(duì)此提出要求：在地面上能夠聽(tīng)見(jiàn)衛(wèi)星播報(bào)的“東方紅”樂(lè)曲。對(duì)此，研究院拿出的最初方案是：磁帶錄制，衛(wèi)星回放。但技術(shù)不成熟，錄制設(shè)備占地空間巨大，且設(shè)備笨重，給本來(lái)就捉襟見(jiàn)肘的設(shè)計(jì)重量帶來(lái)更大的壓力。經(jīng)過(guò)一系列研討和改進(jìn)，最后解決方案：利用電子樂(lè)來(lái)進(jìn)行模仿，模仿東方紅的前八個(gè)小節(jié)，為突出思想主題，四十秒種內(nèi)先重復(fù)播送兩遍，間隔五秒后繼續(xù)播送一遍。這樣僅用一個(gè)發(fā)射機(jī)，不但能簡(jiǎn)化設(shè)備減輕質(zhì)量，高效利用內(nèi)部空間，更能達(dá)到交替?zhèn)魉蜄|方紅樂(lè)音和遙測(cè)信號(hào)的雙重目的。

研究人員跑遍北京城樂(lè)器店來(lái)考察究竟模仿什么樂(lè)器的聲音才能讓世界范圍內(nèi)更多的人能夠接受。與此同時(shí)，要知道，在那個(gè)特殊的年代，樂(lè)音出一點(diǎn)差錯(cuò)都有可能使得整個(gè)研究計(jì)劃毀于一旦（倘若樂(lè)音有失真，則可能直接導(dǎo)致研究計(jì)劃被扣上各種莫須有的政治罪名，研究環(huán)境也將更加惡劣）。直到有一天，研究人員在北京火車站聽(tīng)見(jiàn)了車站時(shí)鐘報(bào)時(shí)的聲音。當(dāng)時(shí)的鐘樓報(bào)時(shí)樂(lè)音就是東方紅。

衛(wèi)星能夠被地面上的人用肉眼看見(jiàn)不僅是振奮人心，更是讓世界抬頭，仰望中國(guó)的光芒。但做到“看得見(jiàn)”又談何容易。在當(dāng)時(shí)，即便是美蘇兩國(guó)，在發(fā)射第一顆衛(wèi)星時(shí)也無(wú)法通過(guò)可見(jiàn)的手段向其國(guó)民宣告發(fā)射是否成功。看得見(jiàn)似乎成為了一項(xiàng)不可能完成的任務(wù)。但作為新中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星，其政治意義完全不亞于科學(xué)意義。只有“看得見(jiàn)”，才能真正證明中國(guó)成功發(fā)射了人造衛(wèi)星。這個(gè)任務(wù)落在了當(dāng)時(shí)的青年科學(xué)家沈祖煒的身上時(shí)間一天天過(guò)去。最終，沈祖煒想到可以利用當(dāng)時(shí)市面上剛出現(xiàn)的折疊傘的展開原理，將反光材料制成的觀測(cè)體通過(guò)折疊安置在衛(wèi)星發(fā)射的第三級(jí)火箭上，在衛(wèi)星與火箭發(fā)生分離的時(shí)候順勢(shì)將觀測(cè)體展開，形成巨大圓球，通過(guò)反射太陽(yáng)光來(lái)達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求。

當(dāng)時(shí)世界上具備衛(wèi)星發(fā)射能力的國(guó)家有四個(gè)，分別為蘇、美、法、日。美蘇為了爭(zhēng)霸相繼發(fā)射了人造衛(wèi)星，且都較順利地完成了發(fā)射任務(wù)。而日本和法國(guó)卻遇到了不小的挫折。雖然順利升空，但法國(guó)的A-1號(hào)發(fā)射兩天后失效，日本的“大隅號(hào)”也在發(fā)射15小時(shí)后失效。兩個(gè)衛(wèi)星如同流星的命運(yùn)給中國(guó)科學(xué)家敲響警鐘。如何在既定的20天運(yùn)行時(shí)間里能夠保持正常運(yùn)行成為了研究的焦點(diǎn)。法國(guó)的是因?yàn)樾l(wèi)星在背對(duì)太陽(yáng)的時(shí)候保溫控制措施不完善，溫度過(guò)低的時(shí)候失效。日本則相反，因?yàn)樾l(wèi)星正對(duì)太陽(yáng)時(shí)由于溫度過(guò)高而失效。兩個(gè)衛(wèi)星失效的原因都在于溫控設(shè)施差。

在太空中，衛(wèi)星正對(duì)太陽(yáng)的一面吸收太陽(yáng)光，溫度可達(dá)一百攝氏度以上，背陽(yáng)一面溫度極低，可低至零下一百攝氏度。極高極低的溫度變化使得東方紅衛(wèi)星時(shí)刻面臨失效的危險(xiǎn)。在當(dāng)時(shí)，這個(gè)重?fù)?dān)落在了工程熱物理學(xué)家閔桂榮身上。他帶領(lǐng)科研人員反復(fù)研究計(jì)算，日夜鏖戰(zhàn)，終于研制出一套完整的零耗能衛(wèi)星溫控系統(tǒng)。正對(duì)太陽(yáng)時(shí)及時(shí)將能量吸收并儲(chǔ)存，使衛(wèi)星的溫度不至于過(guò)高；而背對(duì)太陽(yáng)時(shí)又緩慢釋放能量，使衛(wèi)星的溫度不至于過(guò)低。這個(gè)方案在東方紅一號(hào)上天后得到了有力論證，并成為日后國(guó)家發(fā)射人造地球衛(wèi)星的溫控設(shè)計(jì)范本。

1969年，東方紅一號(hào)進(jìn)入總裝階段。剛建立不久的承擔(dān)衛(wèi)星的生產(chǎn)任務(wù)。當(dāng)時(shí)的條件非常艱苦，衛(wèi)星的發(fā)射必須要在地面上做模擬實(shí)驗(yàn)，但當(dāng)時(shí)沒(méi)有大型真空罐，沒(méi)有屏蔽室進(jìn)行電磁模擬實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有精密或數(shù)控機(jī)床，全靠人工制造來(lái)控制各項(xiàng)誤差。

1970年3月21日，東方紅一號(hào)衛(wèi)星總裝任務(wù)完成。4月1日，運(yùn)抵酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心。酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地，位于巴丹吉林沙漠腹地，1958年十萬(wàn)解放軍進(jìn)駐這片生命禁地，建設(shè)衛(wèi)星發(fā)射和火箭發(fā)射基地。

4月15日，周恩來(lái)總理打來(lái)電話，要求從即日起到衛(wèi)星上天，每天的情況都要向總理辦公室匯報(bào)。

4月24日18點(diǎn)30分，衛(wèi)星發(fā)射進(jìn)入倒計(jì)時(shí)。一分鐘準(zhǔn)備！

“5、4、3、2、1，發(fā)射！”長(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭搭載著東方紅一號(hào)衛(wèi)星直沖霄漢。中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”發(fā)射成功，浩瀚的宇宙第一次響起了中國(guó)的樂(lè)音東方紅，拉開了中國(guó)人探索宇宙的序幕。

“昨天晚上，我們成功地發(fā)射了第一顆人造（地球）衛(wèi)星上天！”在第二天的宴會(huì)上，周總理驕傲地向世界宣布發(fā)射成功的喜訊。

東方紅一號(hào)衛(wèi)星發(fā)射成功后，在軌運(yùn)行28天，順利通過(guò)了太空極端環(huán)境條件的考驗(yàn)，超額完成發(fā)射任務(wù)。這是在一窮二白的基礎(chǔ)上，第一次在太空中出現(xiàn)了中國(guó)聲音，讓中國(guó)人的脊梁挺了起來(lái)，也促進(jìn)了中國(guó)衛(wèi)星事業(yè)的科學(xué)研究的大發(fā)展。

近半個(gè)世紀(jì)過(guò)去，中國(guó)航天從無(wú)到有，從小到大，從弱到強(qiáng)。而奠定這一切基礎(chǔ)的里程碑正是東方紅一號(hào)衛(wèi)星。2016年4月28日，國(guó)務(wù)院將東方紅一號(hào)衛(wèi)星成功升空的這一天設(shè)立為中國(guó)航天日并在北京航空航天大學(xué)召開了隆重典禮。東方紅，這座矗立在中國(guó)航天史上的一座里程碑，激勵(lì)著一代又一代航天人砥礪前行，探索宇宙的奧秘與深邃。