1970年4月25日下午6點，新華社向全世界宣布：

    1970年4月24日，中國成功發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星。衛(wèi)星運行軌道的近地點高度439公里，遠地點高度2384公里，軌道平面與地球赤道平面夾角68.5度，繞地球一圈114分鐘。衛(wèi)星重173公斤，用20.009兆周的頻率播放《東方紅》樂曲。

    這顆人造衛(wèi)星，便是“東方紅一號”。它的成功發(fā)射，開拓了中國航天史的新紀元，從此我國成了繼蘇聯(lián)、美國、法國、日本之后第五個完全依靠自己力量成功發(fā)射人造衛(wèi)星的國家。

圖1 觀看“東方紅一號”衛(wèi)星

    圖1是1970年4月25日晚上，北京針織總廠的工人在爭相觀看經(jīng)過天安門上空的“東方紅一號”衛(wèi)星，興奮、喜悅洋溢在她們臉上。

    中華民族能送衛(wèi)星上天的日子一晃已經(jīng)整整50年了。

    一、任務(wù)：從“581”到“651”

    1957年10月4日，蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星“斯普特尼克一號”（俄語“伴侶一號”）。就在當月，中科院副院長竺可楨、力學所所長錢學森、地球物理所所長趙九章，建議開展我國的衛(wèi)星研制工作。與此同時，應(yīng)蘇聯(lián)科學院要求，中國科學院在北京、上海等地籌建了一些對該衛(wèi)星的觀測臺站。

    蘇聯(lián)人造衛(wèi)星上天，對正處于冷戰(zhàn)格局的東西方陣營產(chǎn)生了影響。1957年11月，毛澤東主席第二次訪問蘇聯(lián)，在對留蘇學生的講話中，他以蘇聯(lián)發(fā)射的兩顆人造衛(wèi)星（11月3日，蘇聯(lián)成功發(fā)射了“伴侶二號”）為例談到國際形勢，認為是“東風壓倒西風”。1958年5月17日，毛澤東主席在黨的八大二次全會上表態(tài)：“蘇聯(lián)人造衛(wèi)星上天，我們也要搞人造衛(wèi)星！”就這樣，我國的人造衛(wèi)星計劃正式提上日程。

    很快，主管科技工作的副總理聶榮臻（1958年10月兼任國防科委主任）召集了中科院和國防部五院有關(guān)專家擬定人造衛(wèi)星規(guī)劃方案。7月，規(guī)劃方案和分工擬定完成：（1）衛(wèi)星研制分三步走，第一步發(fā)射探空火箭，第二步發(fā)射小衛(wèi)星，第三步發(fā)射大衛(wèi)星。（2）分工上，運載火箭以國防部五院為主，探空頭、衛(wèi)星頭和觀測工作以科學院為主。

    1958年8月，中科院把衛(wèi)星研制作為頭等重要任務(wù)，故以代號“581”稱之。同時成立了“581”任務(wù)領(lǐng)導(dǎo)小組，組長錢學森，副組長趙九章、衛(wèi)一清（時任地球物理所黨委書記）。為了推進“581”任務(wù)，中科院成立了三個設(shè)計院：第一設(shè)計院負責衛(wèi)星總體設(shè)計與運載火箭的研制，郭永懷、楊南生任正副院長，原設(shè)在力學所，11月遷往上海，對外稱“中科院上海機電設(shè)計院”；第二設(shè)計院負責控制系統(tǒng)的研制，設(shè)在自動化所，陸元九等為技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)；第三設(shè)計院負責探空儀器與空間物理研究，設(shè)在地球物理所，趙九章、錢驥為技術(shù)負責人。那時 “581”任務(wù)確立的目標是：“苦戰(zhàn)三年（1958-1960），實現(xiàn)上天”。

    當年10月16日，中科院派出了以趙九章為團長的“高空大氣物理訪蘇代表團”赴蘇聯(lián)考察（圖2），為期73天。考察的目的主要是就衛(wèi)星技術(shù)向蘇聯(lián)“老大哥”學習，但當時中蘇關(guān)系已經(jīng)緊張，技術(shù)合作、援助無從談起，但是通過對蘇聯(lián)工業(yè)技術(shù)的考察以及兩國國情對比，代表團認識到就當時我國的國力而言，發(fā)射人造衛(wèi)星為時尚早，建議將力量轉(zhuǎn)移到探空火箭上來。加上當時國家財政面臨的困難局面，1959年1月，鄧小平給出了明確指示：“衛(wèi)星明后年不放，與國力不相稱。衛(wèi)星還要搞，但是要推后一點”。

圖2 訪蘇代表團（右一趙九章、右二錢驥、右三衛(wèi)一清、左一楊嘉墀）

    探空火箭的研制任務(wù)由“上海機電設(shè)計院”實施，由之前任上海交通大學工程力學系副主任的王希季（圖3）擔任總工程師，王希季剛上任時只有37歲。新的目標方案是研制一枚直徑0.45米、長10.3米、飛行高度60公里左右的探空火箭，代號為“T-7”。為了試驗，先要研制一枚較小的模型火箭“T-7M”，直徑0.25米、長5.4米、飛行高度8-10公里。這是一種由液體燃料主火箭和固體燃料助推器串連起來的兩級無控制火箭。在沒有現(xiàn)成資料的情況下，王希季帶著一群平均年齡不到24歲的年輕人在幾個月時間內(nèi)完成了任務(wù)，困難可想而知。發(fā)射場選在了上海南匯縣老港鎮(zhèn)臨近東海的一塊平坦海灘上，條件異常簡陋：發(fā)電站用蘆席圍成，上面蓋一塊油布篷；用自行車打氣筒作加注推進劑的壓力源；用手轉(zhuǎn)動天線跟蹤火箭等。

圖3 就讀西南聯(lián)合大學時的王希季

    1960年2月19日下午4點47分，“T-7M”火箭沿著發(fā)射導(dǎo)軌騰空而起、直沖云天，飛行高度達4-5公里?，F(xiàn)在看來這不起眼的一小步，卻是我國航天運載火箭史上的一大步。5月28日，當毛澤東主席在上海新技術(shù)展覽會上看到“T-7M”火箭時（圖4），問這種火箭能飛多高，當?shù)玫健?公里”的回答后，他鼓勵說：“8公里那也了不起，應(yīng)該8公里、20公里、200公里地搞上去！”

圖4 毛澤東主席參觀我國第一枚探空火箭“T-7M”

    1964年6月29日，我國自主研制的射程達1000公里的第一枚中近程地對地導(dǎo)彈“東風二號”發(fā)射成功。10月24日，趙九章、錢驥等受邀赴酒泉參觀同批次最后一枚“東風二號”發(fā)射試驗，深受鼓舞，感到我國發(fā)射人造衛(wèi)星的基本條件已經(jīng)具備。12月27日，趙九章在參加全國人大三屆一次會議期間，當面向周恩來總理呈送了一份關(guān)于盡快規(guī)劃人造衛(wèi)星的建議書。1965年1月6日，趙九章與中科院自動化所所長呂強聯(lián)名向中科院提交了一份報告，建議盡快開展人造衛(wèi)星的研制工作。巧合的是，隔了一天——1月8日，錢學森向國防科委提交了一份報告，建議國防科委盡早制訂人造衛(wèi)星的研制計劃。

    兩份建議報告很快匯合，1965年4月29日，國防科委經(jīng)過統(tǒng)籌，形成了《關(guān)于研制發(fā)射人造衛(wèi)星的方案報告》，正式上報中央，其中任務(wù)分工為：衛(wèi)星本體由中科院負責研制；運載火箭由七機部負責研制；地面觀測、跟蹤、遙控系統(tǒng)以四機部為主，中科院配合。預(yù)期目標是在1970-1971年發(fā)射我國第一顆人造衛(wèi)星。5月，報告已中央批準，衛(wèi)星研制任務(wù)正式啟動，為了保密需要，以周恩來總理批示趙九章建議書上的時間——1965年1月取名，稱為“651”任務(wù)。

    二、從“42天會議”到空間技術(shù)研究院

    1965年7月1日，中科院向中央呈報了《關(guān)于發(fā)展我國人造衛(wèi)星工作的規(guī)劃方案建議》。8月，中央原則上批準了此方案。當月，中科院成立了衛(wèi)星工程的領(lǐng)導(dǎo)小組、總體設(shè)計組和辦公室，其中總體設(shè)計組11人，趙九章任組長，郭永懷、王大珩為副組長，并決定由總體組草擬衛(wèi)星的總體設(shè)計方案。

    1965年10月20日-11月30日，中科院受國防科委的委托，在北京友誼賓館召開了我國第一顆人造衛(wèi)星總體方案論證會，與會人員有來自國防科委、國防工辦、國家科委、總參、一機部、四機部、七機部、中科院及相關(guān)院所等單位的120人。這次會議時間之長，與會者令終生難忘，時任總體設(shè)計組成員的潘厚任后來回憶說：“一開始沒想到會開那么長，也沒定結(jié)束時間，白天開會，晚上計算、論證，一直開了42天，這是我開過的最長的一次會議?！?/span>

    經(jīng)過細致論證，會議擬定了衛(wèi)星總體方案、本體方案、運載工具方案和地面觀測系統(tǒng)方案4份文件初稿以及27個專題論證材料，共計15萬字。這些材料經(jīng)進一步完善、修訂后，成了我國第一顆人造衛(wèi)星技術(shù)方案的基礎(chǔ)。

    正是在這次會議上，與會人員采納了總體組何正年的建議，將我國第一顆人造衛(wèi)星命名為“東方紅一號”，同時在太空播放“東方紅”樂曲。為什么要選這首曲子？首先因為這首曲子“極富中國特色”（現(xiàn)在看來主要是時代特征）；其次蘇聯(lián)的“斯普特尼克一號”內(nèi)置兩臺無線電發(fā)報機，不斷向地球發(fā)回“滴-滴-滴”這樣的間斷信號。如果衛(wèi)星播放“東方紅”這樣的連續(xù)樂曲，顯然是“技高一籌”。

    如果要概括這次會議上“東方紅一號”發(fā)射的總目標，就是“上得去、抓得住、看得到、聽得見”。“上得去”是指火箭能順利升空并進入預(yù)定軌道；“抓得住”是說地面跟蹤、測量系統(tǒng)能隨時掌握衛(wèi)星的運行狀況；“看得到”是指地面上可以肉眼觀測到；“聽得見”是說地面能接收到衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號。這四項目標中，前兩項屬于常規(guī)要求，后兩項可以算是政治任務(wù)，這對科研人員提出了極大挑戰(zhàn)，后面我們會再談到。

    1966年1月，中科院衛(wèi)星設(shè)計院正式成立，代號“651設(shè)計院”，趙九章、錢驥分別為正副院長。設(shè)計院不但要完成研制衛(wèi)星本體的任務(wù)，還要組織、協(xié)調(diào)分系統(tǒng)的設(shè)計、研制工作。按照42天會議的部署，衛(wèi)星地面觀測系統(tǒng)以四機部為主、中科院參加。1966年3月，國防科委基于中科院電子學研究所陳芳允（圖5）提交的一份關(guān)于衛(wèi)星地面觀測系統(tǒng)方案及分工建議的報告，改由中科院負責衛(wèi)星地面觀測系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)和管理工作。為此，中科院在當年5月成立了701工程處，陳芳允為技術(shù)負責人。

圖5 青年時期的陳芳允

    在極其困難的環(huán)境下，中科院“651設(shè)計院”與全國各協(xié)作單位通力合作，到1968年初已基本完成“東方紅一號”初樣星的研制，地面觀測系統(tǒng)的建設(shè)也初具規(guī)模，并培養(yǎng)、鍛煉了一批相關(guān)人才隊伍。 

    1967年9月，聶榮臻向中央呈報了《關(guān)于國防科研體制調(diào)整改組方案》。10月毛澤東主席批示同意。就這樣，1968年2月，中科院“651設(shè)計院”及其余衛(wèi)星相關(guān)研制單位全部移交國防科委，并入新成立的“空間技術(shù)研究院”，人員、儀器和建筑總體占后者的3/4。

    三、衛(wèi)星上天

    1968年2月20日，空間技術(shù)研究院正式成立，錢學森任首任院長。在空間技術(shù)研究院籌備期間，錢學森已經(jīng)向聶榮臻推薦了孫家棟（圖6），由他負責衛(wèi)星的總體設(shè)計。孫家棟那時不到40歲，之前擔任七機部一院導(dǎo)彈總體設(shè)計室的主任。錢學森是其老領(lǐng)導(dǎo)，這次找到孫家棟算是知人善任，這樣孫家棟便從導(dǎo)彈設(shè)計轉(zhuǎn)到了衛(wèi)星研制。

圖6 孫家棟

    孫家棟上任后的第一件事是到七機部“選人”，根據(jù)衛(wèi)星發(fā)射需要，他從不同技術(shù)領(lǐng)域挑選了18位優(yōu)秀的年輕人，后來他們被稱為“航天十八勇士”，其中就有后來擔任神舟飛船首任總設(shè)計師的戚發(fā)軔。

    根據(jù)當時發(fā)射衛(wèi)星的計劃部署，要在1970年發(fā)射。那時，日本的第一顆人造衛(wèi)星也在緊鑼密鼓地研制中。孫家棟組織人員討論、論證，要如期完成“上得去、抓得住、看得到、聽得見”的任務(wù)，必須對既有的總體設(shè)計方案進行調(diào)整、簡化，去掉原來準備搭載的一些科學儀器，同時不刻意追求高難技術(shù)，用他自己的話說，就相當于“把一輛汽車改成了平板車”。

    在修訂方案的過程中，“看得到”與“聽得見”值得一說，因為這兩項任務(wù)實質(zhì)是擴大衛(wèi)星發(fā)射影響，科研人員為此費了不少心思。

    先說“看得到”。“東方紅一號”（圖7）為一直徑1米的類球形對稱72面體，外表面為處理過的鋁合金材料。經(jīng)過計算，在近地點的視亮度僅相當于七等星，而人類肉眼觀測的極限星等為六等，顯然無法滿足要求。設(shè)計人員群策群力，終于找到了辦法，就是在未級火箭上加裝一個用特殊材料制成的“觀測裙”。在發(fā)射階段，“觀測裙”固定在末級火箭的下部，待衛(wèi)星入軌后，末級火箭與衛(wèi)星分離，但兩者以同一速度運行且相隔不遠，“觀測裙”利用火箭自身旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，會自動伸展為一個直徑4米的球，由于其表面具有很好的反射性能，能很好地反射太陽光，從視亮度上相當于一顆2-3等星，很容易用肉眼觀測到。因此，對普通肉眼觀測者而言，看到的往往不是衛(wèi)星本身，而是相距不遠處由“觀測裙”伸展而成的“反射球”。除非事先知道這種安排，才能注意到亮點前方一個微弱的亮點——衛(wèi)星本身。

圖7 星（左）箭對接試驗

    再說“聽得見”，前面提到蘇聯(lián)的“斯普特尼克一號”向地球傳輸?shù)氖菬o線電信號，如果“東方紅一號”選擇播放《東方紅》樂曲，采用直播衛(wèi)星的方式，經(jīng)過推算，需要在衛(wèi)星裝上發(fā)射機，衛(wèi)星總重將超過1噸，這顯然行不通——當時火箭運載能力達不到。最終采用的辦法是利用地面轉(zhuǎn)播系統(tǒng)，也就是通過中央人民廣播電臺接受后再轉(zhuǎn)播出去，這樣全世界用普通的收音機都可以聽到衛(wèi)星發(fā)送的《東方紅》樂曲了。衛(wèi)星樂音裝置是由中科院自動化所劉承熙小組（后劃歸空間技術(shù)研究院）完成的，接受任務(wù)時劉承熙只有32歲，他們小組在重慶289廠苦戰(zhàn)3個月，完成了音源振蕩器。令人無比痛心的是，就在衛(wèi)星發(fā)射前不久，他接到通知，被下放到河南駐馬店參加勞動。

    1969年9月，“長征一號”運載火箭三級試車試驗全部成功通過。所謂試車，是指火箭在試車臺上模擬發(fā)射，發(fā)動機真實點火，除了不讓火箭真正飛起來之外，其余程序與真實發(fā)射無異。也在當月，“東方紅一號”的第一顆正樣星（一共生產(chǎn)了5顆）作為檢驗星，通過了全部環(huán)境模擬實驗。

    1970年4月1日，載有兩顆“東方紅一號”衛(wèi)星和“長征一號”火箭的專列秘密抵達酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地。9日，星、箭完成對接，發(fā)射場準備就緒。4月23日，周恩來發(fā)來消息，希望24日或25日發(fā)射。氣象部門預(yù)報顯示可以發(fā)射。當晚，錢學森在發(fā)射任務(wù)書上鄭重地簽上了名字。

    4月24日中午過后，火箭一、二級加注推進劑（三級為固體推進劑）完成。下午3點半，周恩來致電國防科委副主任羅舜初，告知毛主席已經(jīng)批準了這次發(fā)射。消息傳到基地，全場沸騰，大家信心百倍，萬事俱備，只待“點火”。

    21點35分，指揮員下達點火命令。伴隨著巨大的轟鳴聲，“長征一號”噴射出橘紅色的火焰，直沖云霄。21點47分，湘西觀測站率先傳來消息“星箭分離，衛(wèi)星入軌！”21點50分，國家廣播事業(yè)局報告，已經(jīng)收到衛(wèi)星“播出”的《東方紅》樂曲。

    4月25日下午6點，新華社向全世界通報了這一消息。晚上8點29分，“東方紅一號”衛(wèi)星通過北京上空，天安門廣場成了歡樂的海洋，在探照燈的指引下，人們仰望星空，用目光緊緊追隨者衛(wèi)星的軌跡。本文開頭的照片便是現(xiàn)場的一幕。

    衛(wèi)星發(fā)射期間，孫家棟并未前往發(fā)射基地，而是留在北京國防科委的指揮所。25日衛(wèi)星飛過北京上空時，他看到了衛(wèi)星和更亮一點的“反射球”，禁不住熱淚盈眶。1957年，當毛澤東主席訪問蘇聯(lián)接見留學生時，孫家棟還是留學生中的一員。誰能想到，最終是他和同事親手把我國的第一顆衛(wèi)星送上了天。

圖8 中華航天博物館收藏的“東方紅一號”（備用星）

    四、余音

    “東方紅一號”衛(wèi)星的發(fā)射，永載史冊，盡管比日本的第一顆衛(wèi)星晚了兩個多月，但日本的運載火箭使用了美國的慣性器件，并且發(fā)射成功前有幾次失敗。而我們的“東方紅一號”是完全自力更生搞出來的，并且一次發(fā)射成功。就技術(shù)水平而言，其播放信號形式、跟蹤手段和溫控水平都處于當時世界先進水平。還有它173公斤的重量超過了蘇聯(lián)、美國、法國、日本第一顆人造衛(wèi)星重量的總和，表明了火箭的威力大，這本質(zhì)上是一種震懾力，誠如鄧小平后來所說：

    如果六十年代以來中國沒有原子彈、氫彈，沒有發(fā)射衛(wèi)星，中國就不可能叫有重要影響的大國，就沒有現(xiàn)在這樣的國際地位。這些東西反映一個民族的能力，也是一個民族、一個國家興旺發(fā)達的標志。

    “東方紅一號”衛(wèi)星的發(fā)射，奠定了我國航天事業(yè)的基礎(chǔ)，拓開了我國航天事業(yè)的新紀元，標志著我國進入了太空時代。

    五十年來，我國航天事業(yè)取得了舉世矚目的成就。2003年“神州五號”載人飛船成功發(fā)射，使我國成為繼蘇聯(lián)（俄羅斯）、美國之后第三個將人類送入太空的國家。2019年1月3日，“嫦娥四號”成功降落月球背面，成為人類第一個在月球背面軟著陸的探測器。越是在凱歌猛進的時候，越需要回望披荊斬棘的崢嶸歲月。這正是：

    風帆正舉意未歇，致敬前賢勵來哲，

    揮手自茲五秩去，猶憶天上落弦歌。

參考文獻：

[1]科學時報社，《請歷史記住他們——中國科學家與“兩彈一星”》，暨南大學出版社，1999年

[2]樊洪業(yè)，《中國科學院編年史：1949-1999》，上?？萍冀逃霭嫔?，1999年

[3]張勁夫，《我國第一顆人造衛(wèi)星是怎樣上天的》，《人民日報》2006年10月17日

[4]楊昭德、熊延嶺，《錢學森-中國星》，上海交通大學出版社，2012年

[5]李成智，《中國航天技術(shù)發(fā)展史稿》，山東教育出版社，2006年

[6]李培才，《太空追蹤：中國航天測控紀實》，中共中央黨校出版社，2005年

[7]孫家棟，讓天際奏響東方紅，《百年潮》2006年第3期

[8]陳士祥，“東方紅一號”衛(wèi)星結(jié)構(gòu)研制、總裝、測試關(guān)鍵技術(shù)的突破，《航天器環(huán)境工程》2015年第2期

[9]戚發(fā)軔，“東方紅一號”衛(wèi)星研制始末及對后來航天工作者的啟示，《航天器環(huán)境工程》2015年第2期

[10]閔桂榮，光輝的中國第一星，《航天工業(yè)管理》2005年第5期

[11]趙洋，“東方紅一號”衛(wèi)星科學技術(shù)與社會因素的互動，中國科學院研究生院博士學位論文，2006年

[12]周彧，東方紅一號：開啟中國航天時代，《科學新聞》2018年第9期

[13]夏光，光榮與理想：東方紅1號衛(wèi)星工程的12年——訪王希季院士，《國際太空》2010年第4期

[14]柳志卿，潘厚任回憶東方紅1號研制歷程，《國際太空》，2010年第4期

原文鏈接：《一星拓開新紀元 ——紀念“東方紅一號”衛(wèi)星發(fā)射成功50周年》

免責聲明：

    網(wǎng)站內(nèi)容來源于互聯(lián)網(wǎng)，由網(wǎng)絡(luò)編輯負責審查，目的在于傳遞信息，提供專業(yè)服務(wù)，不代表本網(wǎng)站平臺贊同其觀點和對其真實性負責。如因內(nèi)容、版權(quán)問題存在異議的，請與我們?nèi)〉寐?lián)系，我們將協(xié)調(diào)給予處理（按照法規(guī)支付稿費或刪除），聯(lián)系方式：ahos@aiofm.ac.cn 。網(wǎng)站平臺將加強監(jiān)控與審核，一旦發(fā)現(xiàn)違反規(guī)定的內(nèi)容，按國家法規(guī)處理，處理時間不超過24小時。