太空奏响“东方红”

★ 陈 辉

1970年4月24日21时35分，中国自主研制的“东方红一号”人造地球卫星，在甘肃酒泉东风靶场发射成功，由此开创了中国航天史的新纪元，使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。2016年3月8日，国务院批复同意将每年4月24日设立为“中国航天日”。

“东方红一号”人造地球卫星设计的工作寿命为20天，至1970年5月14日停止发射信号，与地面失去联系。由于近地点高度较高，“东方红一号”卫星至今仍在轨道上运行。

从“581工程”到“651工程”

1957年10月4日夜晚，苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星“斯普特尼克一号”，人类的“太空时代”正式开启。1958年初春，美国也发射了第一颗人造地球卫星。世界开始关注人造地球卫星。我国著名地球物理学家赵九章，向政府提出研制中国人造地球卫星的建议，毛泽东高度重视，在中共八届二中全会上说：“我们也要搞人造卫星。”

1958年8月20日，分管自然科学和国防工业、国防科研工作的国务院副总理聂荣臻签署的《关于12年科学规划执行情况的检查报告》中这样阐述：“发射人造地球卫星，将使尖端科学技术加速前进；开辟新的科学研究工作的领域，为导弹技术动员后备力量。同时，大型的卫星上天是洲际弹道导弹成功的公开标志，是国家科学技术水平的集中表现，是科学技术研究工作向高层空间发展不可少的工具。”人造地球卫星，被列为中国科学院1958年第一位的任务，代号“581工程”。

1958年8月，中科院副院长张劲夫召集赵九章、钱学森等科学家拟订我国人造卫星发展规划：从发射探空火箭、小卫星到大型卫星。在这一思想的指导下，国家建立了3个研究院：以赵九章所领导的中科院地球物理研究所为主组建卫星仪器和空间物理设计院；以钱学森所领导的中科院力学研究所为主组建卫星运载火箭设计院；以中科院自动化研究所为主组建遥控遥测设计院。

同时，为实施我国的空间科学发展规划，以中科院地球所为基点成立了“581”组，钱学森任组长，赵九章和卫一清任副组长，赵九章主持工作。

1958年10月16日，神秘的“中国科学院高空大气物理访苏代表团”访问莫斯科。代表团只有5位团员，即赵九章、杨嘉墀、卫一清、钱骥和翻译杨树智，团长是赵九章。赵九章曾留学德国，归国后在中国气象学、固体地球物理学和空间科学等方面都做出了重大贡献。

这次赵九章带队就是向苏联“老大哥”学习怎样放卫星。按照双方1957年10月15日签订的《国防新技术协定》规定，苏联向中国提供大规模的国际新技术援助。但人造地球卫星毕竟是当时最顶级的航天科技，苏联不可能轻易示人。

在苏联期间，赵九章等参观了一些科研单位，看到了一些高空探测仪器及科技展览馆展出的卫星模型，但并没有机会接触到卫星的核心技术。

在苏联虽然没有达到考察卫星研制工作的目的，但苏联先进的工业和科技水平还是使中国的科学家们开了眼界。回国后，大家经过总结得出了两点感受：一、中国的空间技术要由小到大、由低级向高级发展；二、中国发射人造地球卫星，一定要走自力更生的道路。

赵九章说：“靠天，靠地，靠不住！发展宇航科学主要靠我们自己的力量。”1958年11月，中共中央政治局研究决定，拨2亿元人民币专款用于研制人造地球卫星。这在当时可不是个小数字，要知道，1958年中国GDP只有1300多亿元，即卫星研发投入在一年的GDP占比中为1/650。

中国发射的第一颗人造卫星“东方红一号”

当时，东方红卫星的“581工程”受“大跃进”农业亩产万斤“放卫星”的激励，最初制订的时间表操之过急，计划在1959年国庆10周年时发射第一颗人造地球卫星，但由于时间已不足一年，后来改为在1960年发射。

赶上了三年困难时期的人造地球卫星计划，很快遭到沉重打击。饥饿压倒了一切，包括人们对“放卫星”的热情。张劲夫回忆，时任副总理的陈云和中共中央书记处总书记的邓小平分别对他说，卫星还要搞，但是要推后一点，因为国家经济困难。1959年1月21日，张劲夫在中国科学院党组会上正式传达了邓小平的指示：卫星明年不放，与国力不相称。

1959年，发射卫星的计划被暂时搁置后，中国科学院党组立刻召开会议，提出了“大腿变小腿，卫星变探空”的工作方针。同时，决定调整机构、停止研制大型运载火箭和人造地球卫星，把工作重点转向研制探空火箭。

探空火箭，大约相当于“简配版”的运载火箭。卫星发射离不开火箭，研制探空火箭花钱少、见效快。1960年2月19日，“T-7M”火箭发射成功，这是中国第一枚自主设计研制的液体推进剂探空火箭。在这之后，改进型号“T-7A”火箭发射高度已经到100～130千米。

1964年，中国第一枚弹道导弹发射成功、第一颗原子弹爆炸，极大地振奋了人心，增加了中国领导人发展尖端技术的信心。终于，沉默许久的人造地球卫星“飞天计划”，又被重新提上了日程。

1964年10月，赵九章赴西北基地参观导弹发射试验。“东风2号”弹道导弹的发射成功，让赵九章确信，可把卫星工程提上日程了。12月全国人大会议期间，他写了一封信给周恩来总理，建议国家尽快制订卫星发射计划。

在赵九章上书周恩来的10天后，即1965年1月8日，钱学森向国防科委提交了一份题为《建议早日制订我国人造卫星的研究计划，并列入国家任务》的报告。同年7月，中科院向中央上报《关于发展我国人造卫星工作的规划方案建议》。经中央批准，我国人造地球卫星工作再次上马，争取在1970年左右发射。人们盼望已久的代号“651工程”的东方红卫星恢复计划，终于确定下来。

国家明确：由中科院搞卫星本体和地面跟踪测量系统，中科院设立一个卫星设计院；七机部搞运载火箭；国防科委酒泉导弹试验基地搞地面发射设备。

当年10月20日至11月30日，中科院受国防科委的委托，调集了全国的科学精英，在北京召开了中国第一颗人造地球卫星总体方案论证会，确定中国第一颗人造地球卫星为“东方红一号”，并确定在卫星上播放《东方红》乐曲。

步履维艰的研制历程

研制卫星需要一处场所。中科院领导几番商讨，将地点定在了北京西苑操场甲1号。

西苑操场甲1号是晚清与民国时期的兵营，院内北侧有一座南北向三层灰砖小楼，2000多平方米，约80间房，中科院入驻后又陆续建起几十间平房，形成了研究实验室、行政办公用房、机械加工车间、玻璃车间、器材仓库、车库等门类齐全的科研场所。其环境模拟实验室，可对火箭上的仪器做振动、离心、冲击等实验。

为了做真空仪器，科技工作者自己动手建造土煤气发生炉，作吹玻璃、封接真空管之用。那时，遵循勤俭办科学的方针，一切研制工作都是因陋就简。

“651工程”启动后，中科院所属的“651”卫星设计院、自动化研究所、力学所、北京科学仪器厂等10余家科研单位以及当时的七机部部分骨干一起组建了中国空间技术研究院，钱学森任院长。在思考“东方红一号”卫星时，钱学森首先考虑的是要建立卫星总体设计部，加速卫星工程的实施。

由谁担任卫星总体设计部的领导呢？钱学森挑选了年仅38岁的导弹总体设计部副主任孙家栋。

孙家栋年少时曾想成为土木建筑师。后来因一个偶然的机会，他加入了中国空军，留学苏联整整8年，在茹科夫斯基空军工程学院学习飞机制造专业，回国后被“点将”到五院搞导弹研究。

孙家栋后来回忆，担任卫星总体设计部领导后，经过短短几天紧张的考察、挑选，从不同专业角度和技术特长出发，他最终选定了戚发轫、沈振金、韦德森、张福田、彭成荣、尹昌隆、朱福荣、孔祥才、王壮、杨长庚、王大礼、张荣远、刘泽光、郑忠琪、林殷定、鲁力、王一方、洪玉林18个人组成设计班子，这便是中国卫星发射史上有名的“航天卫星十八勇士”。

在空间技术研究院建院之初，研制卫星所需的科研设备十分缺乏，测试设备少，试验设备不齐，加工设备不足。卫星制造厂是由科学仪器厂转产的，在人员、技术、设备和管理方面都面临很多困难。铆接，是卫星制造中必不可少的一道工序。可当时卫星厂从未干过，在卫星的初样和试验阶段，没有铆枪，更没有固定工件的桁架，工人们就靠一把小锤，用自己的身体当桁架，将铆钉一个个敲上去。就是在这样的条件下，卫星厂解决了铆接、阳极化电抛光、光亮铝件大面积镀金、铝件热处理等多项工艺问题。

1967年12月，国防科委组织召开“东方红一号”卫星方案论证协调会，确定了卫星的总体技术方案：中国第一颗人造卫星为科学探测性质的试验卫星，其任务是为发展中国的对地观测、通信广播、气象等各种应用卫星取得基本经验和设计数据；发射时间定在1970年。最后，论证协调会确定了总体技术方案“上得去、抓得住、听得见、看得见”的十二字方针。

——“上得去”，是指把卫星安全地送上太空。1965年10月，上海机电设计院从上海搬迁到北京，成为七机部第八设计院，开始了我国第一个运载火箭“长征一号”的总体方案论证。但经过研究和论证，东风系列导弹并不能直接改装成运载火箭。于是，他们提出了另外一个方案：把探空火箭技术和导弹技术相结合，来研制“长征一号”运载火箭。

为了验证火箭高空点火的可靠性，科学家用“T-7A”加上一级固体火箭，组成了一个新的技术实验火箭，解决了“长征一号”的一个关键性技术问题。最终，东风导弹加了一个固体燃料推进的第三级火箭，组成了“长征一号”运载火箭。

——“抓得住”，是指卫星测控技术。1966年3月，中央批准由中科院负责卫星地面观测系统。同年，中科院成立了人造地球卫星地面观测系统管理局，代号“701工程处”。

聂荣臻和钱学森力主将卫星的地面观测台、站的建设工作从“701工程处”移交给东风基地，就是今天的酒泉卫星发射中心。

东风基地的副参谋长乔平率领勘查组，在全国进行了大规模勘查，确定各卫星地面观测站的站址。1967年6月23日，国家在渭南组建了卫星地面测量部，这里是卫星运行的“大脑”，也是西安卫星测控中心的前身。

——“看得见”，是指在地面能够肉眼观测到“东方红一号”。这在当时来说是个不可能完成的任务。“东方红一号”卫星是一个球形72面体，直径有1米。当它在轨运行的时候，球体表面反光，再加上自身的转动，会产生一闪一闪的效果，就像天上的星星一样。问题在于“东方红一号”运行轨道距离地球最近点也有439千米之遥，即便是天气、光线最理想的状态，反光的亮度也只相当于七等星，而人眼最多只能看到六等星。

一筹莫展之际，一把折叠伞让研发人员产生了灵感。他们根据折叠雨伞的原理，在末级火箭上加装一个特殊材料制成的“观测裙”，俗称“围裙”。

试验那天，操作者启动电钮。顷刻，4根弹射杆同时弹出，将绕成环状的“围裙”拉出，在旋转产生的离心力的作用下，“围裙”倏地膨胀开来，形成一个类似宫灯形状、闪闪发光的“大球”。它是一个直径4米、具有良好光学反射特性的球状体，可大面积反射太阳光，从而达到二三等星的亮度。观测裙研制成功了！

——“听得见”，是指在地面可以听到“东方红一号”播放的《东方红》音乐。苏联第一颗人造卫星的呼叫信号是滴滴哒哒的电报码，遥测信号是间断的。中国的卫星信号应该是什么样的？卫星总体组的组长何正华认为，中国应该超过苏联，发射一个连续的信号，且这个信号要有中国特色，全球公认。当时中央人民广播电台对外呼号是《东方红》乐曲，某种意义上，《东方红》也成了“红色中国”的象征。何正华提出了卫星命名为“东方红一号”的建议，得到了专家们的赞同。1966年5月，将中国第一颗人造卫星取名为“东方红一号”。

经过努力，“东方红一号”的十二字方针终于都得到圆满落实。

1968年1月，国家正式批准了“东方红一号”人造地球卫星的研制任务书。中国空间技术研究院在院长钱学森带领下，进行“东方红一号”卫星研制的最后冲刺。

历尽千辛万苦和千难万险，中国“东方红一号”卫星终于在1970年初研制成功。万事俱备，只待飞天了。

震惊世界的冲天一飞

1970年2月，“东方红一号”卫星、“长征一号”运载火箭、地面观测跟踪系统、发射场建设全部准备完毕，毛泽东批准同意发射。

4月1日，在中国西部茫茫戈壁滩上的一条单行轨道上，正不紧不慢行驶着一列军用列车。在这趟列车上，装载着两颗“东方红一号”卫星、一枚“长征一号”运载火箭。当天，列车即抵达酒泉卫星发射场待命。

1970年4月2日下午，周恩来在人民大会堂听取卫星发射前的情况汇报。他还详细询问了苏、美两国发射卫星的情况，着重了解了运载火箭第一级落点位置，对卫星运行经过国外的一些大城市十分关心，亲自写上也门、乌干达、赞比亚、坦桑尼亚等国首都的名称，要求对卫星通过各国首都的时间进行预报。

4月14日晚，在卫星和运载火箭完成全部技术测试工作后，赶往北京汇报的钱学森、李福泽、杨国宇等需要立即返回发射基地。临别时，为减轻科研人员的压力，周恩来说：“如果这次成功了，还要继续前进，不要骄傲自满；这次试验也可能搞不成，这不要紧，失败是成功之母。”最后，他深情地祝大家返回发射场一路平安，预祝这次发射成功。

发射工作开始进入倒计时。

不料，在4月19日对卫星进行综合测试时，测试人员发现星上超短波信号标机的主载波的功率下降，谐波功率增大，这将会直接影响到地面站的跟踪。

在临近发射的日子突然冒出这么一个问题，发射场的气氛一下子紧张起来。发射场技术总负责人戚发轫迅速组织人员，进行各种状态下的对照测试，经过昼夜奋战，最后终于找到超短波信号标机频谱变化的原因：末级火箭仪器舱防热屏的翻卷不正常。原因找到了，故障很快被排除。

4月24日夜，卫星发射时刻终于到来了。时间在一分一秒地过去，发射场区万籁俱寂。21时35分，发射操作员胡世祥有力地按下了点火开关，只见一级火箭的4个发动机猛然喷出了橘红色的火焰，“东方红一号”在“长征一号”的托举下，徐徐上升，直刺云天。

21时48分，现场广播中传来“星箭分离、卫星入轨”的喜讯。21时50分，国家广播事业局报告，收到我国第一颗卫星播送的《东方红》乐曲，声音清晰洪亮。

22时整，国防科委指挥所向周恩来报告，卫星发射成功，顺利入轨。周恩来高兴地答复：准备庆贺！随即，他向毛泽东报告了这一喜讯。

4月25日18时，新华社授权向全世界宣布：1970年4月24日，中国成功地发射了第一颗人造卫星。

“东方红一号”卫星升空后，星上各种仪器实际工作的时间远远超过了设计要求，“东方红”乐音装置和短波发射机连续工作了28天，取得了大量工程遥测参数，为后来卫星设计和研制工作提供了宝贵的依据和经验。

“东方红一号”卫星遨游太空，为五一国际劳动节献上了厚礼，毛泽东、周恩来亲切接见了参加研制和发射我国第一颗人造地球卫星的代表。

从1958年中国科学家第一次倡议开展人造地球卫星的研究工作，到“东方红一号”卫星成功发射上天，中国第一颗人造地球卫星的飞天之路走了整整12年。在这之后的50年，中国卫星事业得到极大发展。到2019年10月，中国正在运行的卫星多达301颗，在太空的卫星数量仅次于美国，居世界第二，成为世界公认的卫星大国。“东方红一号”卫星，也成了中国卫星发展史上最明亮的那一颗星。