●東方紅一號任務(wù)目標(biāo):上得去、抓得住、聽得著、看得見。
●周恩來詢問衛(wèi)星上天后《東方紅》樂曲是否會變調(diào)?戚發(fā)軔用航天人一貫秉持的誠實態(tài)度回答:“凡是我們能想到的、地面能做的試驗我們都做過了,沒有問題?!?/p>
●今年恰逢我國航天事業(yè)創(chuàng)建60周年,黨中央、國務(wù)院決定,從今年起,將每年的4月24日設(shè)立為“中國航天日”,這也是為了紀(jì)念東方紅一號衛(wèi)星發(fā)射成功。
生產(chǎn)過東方紅一號產(chǎn)品的廠房如今透露出歷史的滄桑
半個多世紀(jì)過去了,中國航天事業(yè)一直在不斷攀登,這不僅使我國走入航天大國行列,而且提升了民族工業(yè)的技術(shù)水平。中國航天史上樹起的一座座里程碑中,發(fā)射東方紅一號衛(wèi)星可以說是當(dāng)之無愧的第一座。
在很多人看來,那個年代的中國能夠成為第五個獨立研制和發(fā)射衛(wèi)星的國家,簡直就是奇跡。
一場42天的會議
在中國航天科技集團公司五院充滿科技感和未來氣息的展廳里,陳列著一顆特別的航天器——我國第一顆人造衛(wèi)星東方紅一號備份星。
時光還要倒回上個世紀(jì)中葉。
1958年5月17日,毛澤東在黨的八大二次會議上提出中國也要搞人造衛(wèi)星。到1964年,我國導(dǎo)彈和原子彈相繼研制成功,從戰(zhàn)略高度謀劃,研制中國人自己的衛(wèi)星被再次提上了日程。
1965年的一天,之后被任命為東方紅一號總體組副組長的潘厚任得知中央決定重啟衛(wèi)星研制時激動得“簡直要跳了起來”。
“終于可以為國家盡一份力了?!迸撕袢握f。
不久,潘厚任接到通知,當(dāng)年10月要召集一個東方紅一號全國性的方案論證會議,“地點在北京的友誼賓館”。
那是潘厚任這一生中參加過的時間最長的一次會議,歷時42天。而這42天,也成為東方紅一號生命中最重要的時刻之一。
東方紅一號衛(wèi)星科研人員集智攻關(guān)技術(shù)難題
“會上對衛(wèi)星的各種可能性進行了討論,甚至是爭論,并挑選出最新、最優(yōu)的技術(shù)途徑。”讓潘厚任記憶尤新的是,當(dāng)時全國最頂尖的科學(xué)家都從四面八方趕來。
“一切從零開始?!?/p>
“運載是怎么回事,究竟是什么軌道,什么傾角?”
……
長達42天的激烈討論之后,東方紅一號的基本方案最終確定,簡單來說用12個字就可以概括——“上得去、抓得住、聽得著、看得見”。
按照這次會議中提出的研制計劃,我國第一顆人造衛(wèi)星將于1970年發(fā)射。也就是說,留給科研人員的時間只有5年。對既沒有研制隊伍,也沒有基礎(chǔ)學(xué)科支撐的中國來說,研制衛(wèi)星本身就像是一次沖破重力飛向太空的探險。
“打個比方,就像你要吃饅頭,饅頭買不到,面粉也買不到,甚至連小麥也買不到。你要開荒種麥子從頭來?!碑?dāng)時,重重的困難考驗著中國的科學(xué)家們,潘厚任也在其中。
經(jīng)過那次會議,很多科學(xué)家在之后的幾年時間里輾轉(zhuǎn)反側(cè),寢食難安。
然而,正當(dāng)所有科研人員鉚足了勁兒要全神貫注打一場飛向太空的攻堅戰(zhàn)時,一場突來的變故打亂了所有的科研計劃。
1966年開始的“文革”擾亂了各個科研部門的研制秩序。原來負(fù)責(zé)東方紅一號研制工作的趙九章、錢驥等科學(xué)家被迫離開科研一線。
歷盡艱辛待發(fā)射
時間飛快地流逝著,誰也別想抓住它的尾巴。
1968年,為了扭轉(zhuǎn)混亂的科研局面,繼續(xù)推進東方紅一號的研制工作,中國空間技術(shù)研究院成立,院長由錢學(xué)森擔(dān)任。
東方紅一號總體設(shè)計部也很快組建,負(fù)責(zé)衛(wèi)星的頂層設(shè)計,并由七機部一院火箭總體部的小伙子孫家棟負(fù)責(zé)。
之后,包括后來成為中國工程院院士的戚發(fā)軔在內(nèi)的18位年輕科研工作者進入總體設(shè)計部,“掌印”東方紅一號研制所需要的各個專業(yè)。
萬事俱備,只欠東風(fēng)。如何開展工作?孫家棟不斷地思考著。
時間緊,任務(wù)重,負(fù)責(zé)總體設(shè)計的孫家棟決定第一步先精簡計劃。
“當(dāng)時一些科學(xué)探測項目被有意拿下來,放在我國第二顆人造衛(wèi)星上,確保東方紅一號能夠準(zhǔn)時上天,完成掌握航天技術(shù)的基本任務(wù),同時把科研人員隊伍培養(yǎng)起來。”孫家棟說。
雖然研制計劃被精簡,但要“平地起高樓”難度還是相當(dāng)大。
工人們正在討論衛(wèi)星產(chǎn)品的加工方案
在人類最早發(fā)射的幾顆人造衛(wèi)星中,溫控一直是困擾研制者的一個難題。法國和日本雖然都早于中國發(fā)射人造衛(wèi)星,但是由于溫控技術(shù)不過關(guān),衛(wèi)星上天后不久就失靈了。
東方紅一號的遠地點距離地表2000多公里,在太空中運行要經(jīng)受超過200攝氏度溫差的考驗。
當(dāng)年東方紅一號的溫控工作由后來成為兩院院士、中國航天科技集團公司五院技術(shù)顧問的閔桂榮負(fù)責(zé)。經(jīng)過重重攻關(guān),閔桂榮和同事們終于做出了零電耗的熱控方案,利用跟蹤系統(tǒng)、樂音系統(tǒng)的余熱為熱控系統(tǒng)提供能量。
就是這樣一個國際上的難題,在東方紅一號身上卻獲得了圓滿解決。這項技術(shù)在當(dāng)時達到了世界先進水平。
后來,東方紅一號在太空中工作正常,沒有因為溫控問題造成設(shè)備失靈。
脫離大氣層的保護,外太空的環(huán)境可謂極端惡劣。這種特殊條件對衛(wèi)星上所有設(shè)備都有很苛刻的性能要求。而當(dāng)時中國整體工業(yè)水平比較落后。
衛(wèi)星在太空中要圍繞繞地軌道飛行,這個軌道需要專家們事先通過精算得出。當(dāng)時七機部二院的宋慶元承擔(dān)了衛(wèi)星軌道計算和運載火箭彈道計算的任務(wù)。她回憶說:“那時候的計算機還是電子管,靠語言手工編程,內(nèi)存小,速度慢,還經(jīng)常跳閘。一條彈道一次算不完,要分成四部分計算,中間結(jié)果存到磁帶上,四五個小時才能算完?!蹦嵌稳兆?,宋慶元每天加班到凌晨兩三點,經(jīng)常一天忙得只吃一頓飯。
就這樣,從圖紙到零件,再到初樣、試樣、定型樣機,東方紅一號一步步走向成型。1970年3月21日,兩顆東方紅一號衛(wèi)星總裝完成,等待發(fā)射。
聽得見 不變調(diào)
“東方紅,太陽升,中國出了個毛澤東……”
《東方紅》是當(dāng)年陜甘寧邊區(qū)新民歌的代表作。這首最早在陜北傳唱的歌曲以樸實的語言,唱出了人民群眾對偉大領(lǐng)袖毛澤東及其領(lǐng)導(dǎo)的中國共產(chǎn)黨的深情。
1968年,為了“讓全世界人民都聽到中國第一顆衛(wèi)星的聲音”,中央確定東方紅一號要播送《東方紅》樂曲。
研制者們后來這樣回憶最初的設(shè)計構(gòu)想:東方紅一號樂曲的播送和衛(wèi)星各種遙測工程參數(shù)的傳送可以用同一個發(fā)射機交替發(fā)送?!稏|方紅》全曲共16小節(jié),播送一遍用時40秒。為了突出前8小節(jié)的那一段樂曲,在40秒內(nèi)重復(fù)播放兩遍前8小節(jié)。然后,間隔5秒,發(fā)送10秒鐘的遙測信號;再間隔5秒,開始下一次循環(huán)。這樣交替播放樂曲和發(fā)送遙測信號,滿足了任務(wù)的要求。
但是,從廣袤的宇宙準(zhǔn)確地傳回這首樂曲談何容易。因為不僅要保證衛(wèi)星上天后樂音能夠讓人聽得見,還要保證樂曲不能走音變調(diào)。
研制者們發(fā)現(xiàn),為實現(xiàn)用一個發(fā)射機交替?zhèn)魉汀稏|方紅》樂曲和遙測信號,唯一可行的方案是采用電子樂音。
已經(jīng)退休20年的中國航天科技集團公司502所職工王國鼎,對于樂曲的產(chǎn)生深諳其理:《東方紅》樂曲前8節(jié)中,有6個不同的音,就要用6個不同的“鍵”,他們用了6個不同的高穩(wěn)定度音源振蕩器代替6個不同的“鍵”;同時,用程序控制線路產(chǎn)生的節(jié)拍來控制音源振蕩器的發(fā)音和衰減,對音源振蕩器的振蕩,則用低頻加以調(diào)頻和調(diào)幅,并混以諧波產(chǎn)生和音,如此產(chǎn)生了類似鋁板琴發(fā)出的《東方紅》樂曲的聲音。
鑲有毛主席像章的《東方紅》樂音裝置
為了防止衛(wèi)星上天和旋轉(zhuǎn)時振動對樂音裝置產(chǎn)生影響,當(dāng)時負(fù)責(zé)這項工作的設(shè)計師劉承熙和同事們,采用了環(huán)氧樹脂固封的方法。但是,偏偏在固封以后,令劉承熙日夜擔(dān)心的問題出現(xiàn)了:《東方紅》樂曲變調(diào)了!
不知經(jīng)過多少個緊張的日日夜夜,逐點逐級地對相關(guān)電路進行檢查后,研制者們終于發(fā)現(xiàn)了問題的癥結(jié)。在上??茖W(xué)儀器廠的配合支持下,設(shè)計師們改變了工藝和流程,終于解決了樂音變調(diào)這一難題。
最后,研制者們將樂音和遙測電路板一起裝進一個盒子里,方才大功告成。
“為了東方紅一號發(fā)出的8個小節(jié)音樂,多少人付出血汗,但是我們癡心不悔。”劉承熙說。
翹首長空揚眉吐氣
46年前,發(fā)射中國第一顆衛(wèi)星的發(fā)射塔和勤務(wù)塔,像兩座默默無言的紀(jì)念碑,如今依然聳立在戈壁深處的酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心。
總重量173公斤,比之前發(fā)射衛(wèi)星的四個國家首顆衛(wèi)星總重量還要多29.8公斤的東方紅一號就是 從這里出發(fā)的。
1970年4月1日,裝載東方紅一號衛(wèi)星和長征一號運載火箭的專列,雙雙抵達發(fā)射場。長征一號的研制開始于1967年11月,是在中遠程導(dǎo)彈的基礎(chǔ)上修改改進而成的?;鸺踩?,前兩級的技術(shù)負(fù)責(zé)人是火箭專家任新民,采用曾在導(dǎo)彈上使用成熟的液體燃料發(fā)動機,第三級采用固體燃料發(fā)動機,負(fù)責(zé)人是火箭專家楊南生。
能不能第一次就發(fā)射成功,這不僅牽涉上萬人幾年來的辛勞付出,更關(guān)系著國家的形象和民族的榮譽。所有人都在期待著點火,卻又害怕聽到倒計時的聲音。
發(fā)射前,周恩來總理問戚發(fā)軔:“它上天的時候,《東方紅》的樂曲會變調(diào)嗎?”
這是個很難回答的問題。因為東方紅一號還沒有上天,誰也不知道結(jié)果。所以戚發(fā)軔用航天人一直秉持的誠實態(tài)度回答:“總理請放心,凡是我們能想到的、地面能做的試驗我們都做過了,沒有問題?!?/p>
結(jié)果是檢驗研制水平的唯一標(biāo)準(zhǔn)。1970年4月24日晚上9點35分,沉寂的戈壁灘被烈焰照亮。長征一號火箭以104噸的巨大推力拔地而起,托舉東方紅一號衛(wèi)星準(zhǔn)確進入預(yù)定軌道。
衛(wèi)星自旋時,4根3米長的套管式短波天線自動打開,開始發(fā)送信號。很快,浩瀚太空中響起了《東方紅》的樂音。
喜看東方紅一號衛(wèi)星飛過頭頂?shù)娜巳?/p>
“發(fā)射震驚了全世界?!睍r任七機部四院駐內(nèi)蒙古指揮部副主任、后來歸屬中國航天科工集團公司的老專家陳克明至今還能回憶起,那次發(fā)射令周總理十分高興,總理表示科研人員辛苦了,為中華民族立功了。
4月25日18點,新華社授權(quán)向全世界宣布:1970年4月24日,中國成功地發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星。頃刻間,首都北京燈火通明,鑼鼓聲四起,鞭炮齊放,人們涌上街頭高呼著“毛主席萬歲”……
通過廣播,全國人民都可以聽到從太空傳來的《東方紅》樂曲,聲音鏗鏘有力、清晰悅耳。東方紅一號不僅成功上了天,而且達到了三等星的亮度。
孫家棟激動地說:“每一顆螺絲釘都是中國自己搞的,能把第一顆衛(wèi)星送上太空,真是感覺到揚眉吐氣?!?/p>
時光荏苒。如今,曾經(jīng)參與過東方紅一號衛(wèi)星研制的年輕設(shè)計師們已經(jīng)是白發(fā)蒼蒼,那段歷史過往也深深融進他們的血脈,烙進他們的生命。正如戚發(fā)軔所說:“有了愛才能奮斗。”他們?yōu)楹螉^斗一生,因為他們對航天愛得深沉。