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深度解秘新中国第一颗人造地球卫星

2018-04-24 14:16:08  来源:微信“文革那些事儿”  作者:文革资料
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  1970年4月24日,我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”,由“长征一号”运载火箭一次发射成功。卫星运行轨道距地球最近点439公里,最远点2384公里,轨道平面和地球赤道平面的夹角68.5度,绕地球一周114分钟。卫星重173公斤,用20009兆周的频率,播送《东方红》乐曲。实现了毛泽东主席提出的“我们也要搞人造卫星”的号召。它是中国的科学之星,是中国工人阶级、解放军、知识分子共同为祖国做出的杰出贡献。

  1964年三届人大召开期间,当年积极倡导我国要搞人造卫星的知名科学家赵九章,写信给周总理,建议尽快开展人造卫星研究工作。此建议很快得到聂荣臻、张爱萍、张劲夫等领导人和竺可桢、钱学森等科学家的支持。

  为了开展我国第一颗卫星的研制工作,中国科学院于1965年9月,开始组建卫星设计院。在科学家钱骥领导下,科技人员对我国第一颗人造卫星的总体方案展开了论证,确定在保证可靠性基础上,卫星的各项指标要比各国的第一颗卫星先进一步,即发射一个连续信号。当时音乐舞蹈史诗《东方红》影响巨大并给人们留下了深刻的记忆,科学工作者决定用电子振荡来模拟《东方红》乐曲。这是一个有中国特点,在技术上比较先进的识别信号。1966年5月,经国防科工委、中科院、七机部负责人共同商定,将我国第一颗人造卫星取名为“东方红一号”。1967年初正式确定我国第一颗人造卫星要播送《东方红》乐曲,让全世界人民能听到中国卫星的声音。12月,正式命名我国第一颗人造卫星为“东方红一号”。总体目标概括为四句话:上得去、抓得住、看得见、听得到。

  “东方红一号”经历了模样、初样、试样和正样研制阶段,科技人员们艰苦奋斗,群策群力,攻克了一个又一个难关。1970年4月1日,2颗“东方红一号”卫星、一枚“长征一号”运载火箭运抵我国西北的酒泉发射场。1970年4月24日10点,运载火箭1、2、3级工作正常,卫星与火箭分离正常,卫星准确入轨。周总理得到这个消息后高兴地说:“准备庆贺”!并于第二天在当时正在我国召开的3国4方会议上宣布:“为了庆祝这次会议成功,我给你们带来了中国人民的一个礼物,这就是昨天中国成功地发射了第一颗人造卫星……。”

  从第一颗人造卫星进入太空以来,我国的空间技术进入了一个新时代。特别是党的十一届三中全会以后,在党中央、国务院、中央军委的领导下,卫星事业正蓬勃发展。遥感卫星多次发射、回收成功;静止通信卫星发射、定点成功;极轨气象卫星发射成功。这一系列的胜利成果,标志着我国卫星技术在许多重要领域达到了世界水平,表明我们已经走出了一条适合我国国情的、有中国特色的发展卫星事业的道路。

  

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  “文革”时的照片:当卫星通过北京上空时,人们争相眺望。

  深度解秘新中国第一颗人造地球卫星……

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  东方红传•星际航行

  星际航行座谈会:60年代初,各方对卫星有多大用途都不清楚。钱学森主张积极发展卫星,接苏联第一名宇航员加加林上天的东风,61年起举办12次星际航行座谈会。最终达成共识,卫星与导弹互为表里,相互为用,发射卫星与发射导弹所需的火箭技术基本一回事,卫星表面上民用,实际上主要目的还是军用。中国第一颗卫星工程及十年规划捆绑在一起,一开始就包括多个系列卫星和宇宙飞船。63年1月,钱学森从上海机电设计院抽调朱毅麟、李颐黎、褚桂柏和孔祥言四人,亲自指导,开展人造卫星研究设计的先期准备工作。收集和学习国外人造卫星和其他航天器技术资料,并在此基础上编制我国卫星和空间技术的发展规划。收集“泰罗斯”气象卫星、“发现者”返回式侦察卫星、“子午仪”导航卫星、“回声”无源气球通信卫星、“电信”通信卫星和GEO通信卫星“辛康”等资料。特别是泰罗斯和发现者,前者料详尽,后者有潜在军事用途。对发现者卫星的考察促使及早开始研制回式卫星。还收集了加拿大“百灵鸟”、英国“羚羊”和月球探测器“徘徊者”资料。详细了解美国“水星计划”和“双子星”飞船计划。四人小组63年秋完成《中国1964~1973年空间技术发展规划(草案)》。64 年春季,4人先后返回上海机电设计院,成立第七研究室从事人造卫星研究设计工作。包括5个工程组,即总体设计、结构与温控、姿态控制、电源和跟踪遥测遥控。65年5月完成人造卫星方案设想,未被采用。

  581临时任务:64年12月赵九章建议上马卫星,周恩来65年1月批示。赵九章认为发射卫星比洲际导弹容易一些,因为导弹需要强大的海军配合进行全程试验,解决弹头重返大气层的问题。卫星只需要进入轨道就行了。

  65年1月8日,钱学森提出报告,建议制订卫星研究计划。认为“人造卫星有以下几种已经明确的用途:测地卫星、通讯及广播卫星、预警卫星、气象卫星、导航卫星、侦察卫星。重量更大的载人卫星在国际上的应用,现在虽然还不十分明确,也得有所准备。现在我国弹道式导弹已有一定的基础,现有型号进一步发展,即能发射100公斤左右重量的仪器卫星。”65年4月29日,国防科委提交70-71年发射第一颗卫星的报告。5月6日中央专门委员会第12次会议决定上马卫星,中科院负责卫星工程总体及卫星,七机部负责火箭,地面观测、跟踪、遥控系统以四机部为主,科学院配合,总后医学科学院参加,国防科委总协调并建设试验基地。中国第一颗人造卫星的研制任务正式启动。6月临时任务代号581,中科院规划第一颗卫星与未来十年卫星系列。5月31日成立卫星本体、地面设备、生物、轨道四个小组。第一颗卫星三个方案可选择,何正华提议第一颗卫星叫东方红一号。中科院7月1日呈报中央专委《中国科学院关于发展我国人造卫星工作的规划方案建议》的报告,提出第一颗人卫星可供选择的三个方案等。专委8月9日、10日第13次会议批准。要求第一颗卫星必须考虑政治影响,应比苏美第一颗先进,要听得见。卫星工程代号定为651任务,国防科委负责组织协调。

  卫星十年规划:65年6月,中科院581临时任务中,规划第一颗卫星与未来十年卫星系列。生物组由生物物理研究所负责。规划分试验卫星和应用卫星两大系列,并完成6种卫星本体设计方案。中科院7月1日报告建议:确定以我为主,大力协同,由易到难。十年规划中首先发射科学试验卫星,再发展以返回式卫星为重点的应用卫星系列。着重发展以军用卫星为主的应用卫星系列,结合进行空间科学控测。军用卫星中又以侦察卫星为主,其次是气象卫星、导弹预警卫星、通讯卫星、生物卫星和载人飞船。初期以中远程火箭为基础适当修改或配以专门研制末级火箭组成,下一步发展大推力运载火箭。卫星发射场利用已有的火箭发射试验基础,同时在适当地点新建发射场。地面观测系统研制周期长,工作量大,必须分期建设,以近为主,远近结合。报告提出第一颗人卫星可供选择的三个方案,卫星轨道选择和地面观测网的建立,重要建议和措施等5个问题作了论述。三个附件包括国外空间活动及人造卫星发展概况;六种主要人造卫星的本体设计方案;人造卫星轨道设计方案。报告并提出,请国防科委设立专门机构领导和组织协调,中科院设立卫星设计院,国内建立必要的地面观测网,并在今后有条件时在海外设立观测站等。中央专委第13次会议讨论报告并原则批准有关建议。同时确定卫星发展方针由简到繁,由易到难,从低级到高级,循序渐进,逐步发展。确定科学院可以先按报告规划开展工作。中科院方案论证会(651会议)10月20日到11月30日,规划发展对地观测、通信、广播、气象、预警等各种应用卫星。

  66年5月10日到25日,中科院召开卫星系列规划论证会议,赵九章提出“对我国卫星系列规划设想”,“以科学实验卫星作为开始和打基础,以测地卫星,特别是返回式卫星为重点,全面开展包括通信、气象、核爆炸、导弹预警、导航等卫星,配成应用卫星的完整体系,进一步在返回式卫星的基础上发展载人飞船。”确定重点和排队是:侦察测地卫星、通讯卫星、气象卫星、载人飞船、导航卫星。讨论了侦察卫星技术方案,讨论了军事医学科学院关于载人飞船在军事任务中的作用等报告。同时安排侦察卫星以及其它空间技术的预研课题170多项。形成《发展中国人造卫星事业的十年规划》。

  中科院651工程:中科院65年8月成立三个小组研究卫星,草拟第一颗人造卫星总体设计方案;提出院内外各有关单位分工协作方案;提出第一颗卫星发射及今后一系列卫星研制所需的组织措施和条件保证;草拟卫星设计院的组织方案等。10月的方案论证会确定第一颗卫星科学探测,并赞同何正华提出的第一颗卫星为一米级,东方红一号名称和播放东方红乐曲。为发展各种应用卫星取得基本经验和设计数据。具体任务是测量卫星本体的工程参数,探测空间环境参数,奠定卫星轨道参数和遥测遥控的物质技术基础。同意第一颗卫星在重量、寿命、技术等方面,都要比苏美第一颗卫星先进,并做到“上得去、抓得住、测得准,报得及时,听得到、看得见”。慎重初战,努力做到一次成功。

  66年1月25日成立中科院卫星设计院(代号651设计院),对外名称科学仪器设计院。赵九章任院长,钱骥副院长。东方红卫星总体组钱骥领导,全组11个人。确定卫星分系统组成是《东方红》乐音装置、短波遥测、跟踪、天线、结构、热控、能源和姿态测量等。卫星研制工作分为:模样、初样、试样和正样四个阶段。首先证明技术可行、生产可能,验收后出模样星。通过模样星拟订各分系统研制任务书。用初样产品总装出考核卫星结构设计,热控制设计等的结构星、温控星等。通过试验改进直到达成设计要求。然后协调确定试样星以及正样星技术规范。66年5月31日确定卫星70年发射,命名东方红一号,火箭东四加固体三级,命名长征一号。66年11月11日,人造卫星研制工作汇报会上,中科院提出因院所领导机构全部瘫痪,卫星总体工作无力进行,建议指派中科院新领导或其他部门研制。年底中央专委会议上,聂荣臻严重指出,若不尽快拿出解决方案,卫星任务将拖延,甚至整个工程夭折。周恩来特派中科院的刘西尧参加会议,提出卫星工程改由国防科委直接组织领导。12月,中科院完成总体技术方案设计。

  国防科委五院651工程:67年1月,国防科委决定罗舜初负责卫星工程组织领导工作,李庄带领工作组于67年初进驻科学院,组成卫星工程办公室,直接处理协调卫星工程有关事宜,同时从七机部选调部分技术人员加入科学院卫星总体。科学院卫星研制科研队伍、试验基地、科研设施、工厂,以及研制任务一起交给了国防部门。6月27日 中央军委第77次会议决定组建五院。

  67年10月,国防科委召开方案修改与论证会,中科院卫星方案完整合理,因文革冲击,难以按期完成任务。将卫星任务调整为上得去,跟得上,看得到,听得见。大大简化了中科院方案。67年11月卫星转七机部八院研制,12月审定方案,正式命名东方红一号卫星,孙家栋总负责。68年1月批准研制任务书。68年2月,孙家栋任卫星总体设计部负责人(钱学森推荐)。挑选18人搞卫星,后称“航天十八勇士”。戚发轫、沈振金、张福田、朱福荣、孔祥才、韦德森、尹昌隆、王壮、彭成荣、杨长庚、张荣远、王大礼、郑忠琪、刘泽光、鲁力、林殷定、王一方、洪玉林。

  技术方案修改简化:去掉太阳能电池加镉镍电池供电,采用银锌电池组供电,去掉科学探测和遥控两个系统,去掉姿控部分,只保留姿态测量的红外地平仪和太阳角计。东方红一号分系统改成:结构、温控、能源、《东方红》乐音装置、短波遥测、跟踪、天线和姿态测量等。由此,东方红科学试验卫星转变成工程试验卫星。计算表明卫星亮度5到8等星,末级火箭4到7等星,而看得见需要2到3等星。天文台认为1米直径卫星看不到,抛光加上72面体,转动散光,天文台还是不能保证看到。最终三级火箭增加4米气球解决。最初增加观测裙,但是展开困难。观测体重量17.5公斤以内,绸布镀膜,压缩空气弹射,在旋转运动下形成直径4米球台并锁定,69年初完成。钱学森决策,所有和东方红乐曲有矛盾的都让路。短波发射机最初要求摩尔斯码卫星标志信号,500克以内,功耗小于3瓦,输出功率1瓦。67年初要求换成东方红,只保留短波模拟遥测。输出功率3.5瓦。中科院自动化所乐音装置,电子路线产生复合音模拟乐音,东方红前八小节60秒循环周期。最初要求普通收音机直接接收东方红,经过研究,达到目标卫星太重。改地面湘西站、海南站接收信号录制成磁带,中央电台播出。近球体便于根据轨道变化推算大气密度,便于贴太阳能电池并获得比较均匀的输出功率。

  七机部八院:65年1月成立七机部,以国防部五院为基础组建。分四个院,一院负责导弹和火箭,二院负责反导导弹,三院负责海防导弹,四院负责固体发动机,另外上海机电二局负责火箭和地空导弹。上海机电设计院63年归国防部五院,64年承担卫星运载火箭总体,并于65年8月搬到北京,改名七机部八院。

  65年提出长征号火箭,后取名长征一号,总师王希季。400公里圆轨70度运载能力300公斤,八院总体,一院1、2级,四院三级。67年八院转卫星飞船的航天器总体,火箭移交一院,八院搞返回卫星。68年八院(即后来的508所)等并入国防科委五院,成立新的总体设计部。

  T-7A(Y5)探测火箭:探空七号甲研究V型火箭。八院68年8月8日、20日2枚发射成功,最大飞行高度312公里。T-7A两级火箭、固体发动机与箭头组成三级无控火箭。头锥装长征一号火箭末级固体发动机点火用小发动机。箭头圆柱段部分装起旋发动机。试验成功。1批2枚。

  T-7A(Y6)探测火箭:探空七号研究Ⅵ型火箭。八院69年6月至7月两次发射成功。1批2枚。2台红外地平仪、ROBOT相机、航甲11-10相机及遥测系统、回收系统。遥测系统将红外地平仪测量大气二氧化碳吸收带红外辐射强度和起旋情况、摄影光度计测量地面景物光亮度、过载仪测量轴向过载系数等数据无线电发回,为返回遥感卫星姿控和摄影系统研制提供依据。

  国防科委五院:68年2月,国防科委五院成立(后来的空间技术研究院),钱学森任院长。3月2日授予五院“中国人民解放军总字八一五部队”番号。包括中科院各部门,七机部八院,及军事医学科学院第三研究所等。负责国家空间技术研究抓总工作,包括拟制国家空间研制规划,组织空间飞行器战术、技术论证,组织实施和协调空间技术研究工作。负责人造卫星、载人飞船及其空间飞行器(包括姿态控制、轨道、控制、遥测、专用电子设备和回收系统)的研究、设计、试制、试验定型及小批生产。负责载人飞船和生物卫星的生命保障技术,宇宙医学研究和宇宙航行员训练,进行空间物理和空间探测技术的研究工作。负责电火箭研究,设计,试制试验定型及必要的小批生产。负责对运载工具和地面测控系统提出战术技术要求,负责空间飞行器同运载工具和地面测控系统的技术协调工作,为靶场提供空间飞行器发射前的检查测试设备技术资料和发射操作规程。负责探空火箭和各武器研究院提出的遥测设备,回收装置和研究、设计、试制、试验和定型。68年底,五院下属总体设计部、空间控制技术研究所、空间电子技术研究所、空间物理及探测技术研究所、电火箭研究所、宇宙医学与工程研究所、真空技术研究所、北京科学仪器厂、上海科学仪器厂等12个单位,共计员工8570人。

  划归五院的中科院所:六五一设计院,自动化所,应用地球物理所,力学所分部,生物物理所六室,兰州物理所,电工所,西南电子所,北京电工所,北京科学仪器厂,上海科学仪器厂,山西太谷科学仪器厂,508厂、590电厂、新技术局(部分)等单位。68年5月统计,共6479人,其中技术人员3188人,行政和政工干部958人,工人2255人,其他78人;1000元以上仪器设备有3036台;建筑面积21万平方米。这些占当时中国空间技术研究院总数的百分比如下;占研制队伍8386人的77%,其中占技术人员4169人的76%,占行政和行政干部1281人的75%,占工人2741人的82%,占其他人员195人的40%;占1000元以上仪器设备4000台的76%;占建筑面积28万平方米的75%。

  

  东方红传•国家轨道试验

    (——未完)

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