流星追月：中国航天技术（三）：巡天第一星

中国航天技术的早年发展虽然从时间维度上来说不落后世界主流太多，但毕竟耐不住基础过于薄弱，这也让几乎每一点成就的取得都要耗费无数人的心血和智慧。为了迅速赶上国际主流，发展与国家规模匹配的航天技术，我们早期也经历了一个虚心学习，甚至笨拙模仿的过程。但必须看到，从很早开始，中国航天技术就已经开始摆脱所谓的老师和参考，走出了一条独立自主的技术路线。如今，中国航天已经达到毫无争议的全球顶级水平，一路走来，最值得书写的除了那一个个载入历史的彪炳瞬间，还有一代代航天人对于自己事业甘于奉献、默默付出的动人执念。

第三节 巡天第一星

1965年1月8日，钱学森建议人造地球卫星研制应该重新。经过一系列紧张筹备，1968年2月20日，由钱学森担任院长的空间技术研究院成立。“东方红一号”人造卫星的研究和发射就此拉开序幕。

人造卫星的研究和发射，其政治意义的重要性不言而喻，党中央的要求是“上得去，抓得住，听得到，看得见”。这四个要求都很重要，不但得解决问题，还得弄得漂亮。

我国已经按照当时世界上其他两个航天大国的思路，在地面建立基站用来保障实时监控卫星位置。同时国家通信部门也被调动起来，必要时刻进行线路限流，全力保障卫星通讯。为保证数据顺利传输，全国数十万民兵动员起来，保证每一根电线杆下都有人站岗。在卫星的发射过程中，新中国总共动用了全国百分之六十的通讯系统来确保测控系统的安全和正常运转，确保万无一失。但“抓得住”完全不同。这意味着卫星能与地面联系，这要求建立无线电通讯技术，其核心内容是利用多普勒原理来计算地球和卫星之间距离，这在当时仅有少数国家掌握。

研究一度陷入困境。确实，没有开普勒测绘方程，就无法掌握卫星的运转轨道，也就不能充分掌握卫星的实时动态。直到有一天，卫星总体组的研究员转变思路，找到卫星运行速度和地面距离之间的算法，从另外一个思路“推导”出了开普勒测绘方程。

如何证明这个思路可行呢？只能通过现有数据对该方程进行论证计算。但在当时，计算条件落后，仅有半自动计算机。经过高密度的计算论证，证明最终科研人员的思路可行。

诚然，卫星上天并昭告世界无疑能极大程度提升国际地位。中央对此提出要求：在地面上能够听见卫星播报的“东方红”乐曲。对此，研究院拿出的最初方案是：磁带录制，卫星回放。但技术不成熟，录制设备占地空间巨大，且设备笨重，给本来就捉襟见肘的设计重量带来更大的压力。经过一系列研讨和改进，最后解决方案：利用电子乐来进行模仿，模仿东方红的前八个小节，为突出思想主题，四十秒种内先重复播送两遍，间隔五秒后继续播送一遍。这样仅用一个发射机，不但能简化设备减轻质量，高效利用内部空间，更能达到交替传送东方红乐音和遥测信号的双重目的。

研究人员跑遍北京城乐器店来考察究竟模仿什么乐器的声音才能让世界范围内更多的人能够接受。与此同时，要知道，在那个特殊的年代，乐音出一点差错都有可能使得整个研究计划毁于一旦（倘若乐音有失真，则可能直接导致研究计划被扣上各种莫须有的政治罪名，研究环境也将更加恶劣）。直到有一天，研究人员在北京火车站听见了车站时钟报时的声音。当时的钟楼报时乐音就是东方红。

卫星能够被地面上的人用肉眼看见不仅是振奋人心，更是让世界抬头，仰望中国的光芒。但做到“看得见”又谈何容易。在当时，即便是美苏两国，在发射第一颗卫星时也无法通过可见的手段向其国民宣告发射是否成功。看得见似乎成为了一项不可能完成的任务。但作为新中国第一颗人造卫星，其政治意义完全不亚于科学意义。只有“看得见”，才能真正证明中国成功发射了人造卫星。这个任务落在了当时的青年科学家沈祖炜的身上时间一天天过去。最终，沈祖炜想到可以利用当时市面上刚出现的折叠伞的展开原理，将反光材料制成的观测体通过折叠安置在卫星发射的第三级火箭上，在卫星与火箭发生分离的时候顺势将观测体展开，形成巨大圆球，通过反射太阳光来达到技术指标要求。

当时世界上具备卫星发射能力的国家有四个，分别为苏、美、法、日。美苏为了争霸相继发射了人造卫星，且都较顺利地完成了发射任务。而日本和法国却遇到了不小的挫折。虽然顺利升空，但法国的A-1号发射两天后失效，日本的“大隅号”也在发射15小时后失效。两个卫星如同流星的命运给中国科学家敲响警钟。如何在既定的20天运行时间里能够保持正常运行成为了研究的焦点。法国的是因为卫星在背对太阳的时候保温控制措施不完善，温度过低的时候失效。日本则相反，因为卫星正对太阳时由于温度过高而失效。两个卫星失效的原因都在于温控设施差。

在太空中，卫星正对太阳的一面吸收太阳光，温度可达一百摄氏度以上，背阳一面温度极低，可低至零下一百摄氏度。极高极低的温度变化使得东方红卫星时刻面临失效的危险。在当时，这个重担落在了工程热物理学家闵桂荣身上。他带领科研人员反复研究计算，日夜鏖战，终于研制出一套完整的零耗能卫星温控系统。正对太阳时及时将能量吸收并储存，使卫星的温度不至于过高；而背对太阳时又缓慢释放能量，使卫星的温度不至于过低。这个方案在东方红一号上天后得到了有力论证，并成为日后国家发射人造地球卫星的温控设计范本。

1969年，东方红一号进入总装阶段。刚建立不久的承担卫星的生产任务。当时的条件非常艰苦，卫星的发射必须要在地面上做模拟实验，但当时没有大型真空罐，没有屏蔽室进行电磁模拟实验，没有精密或数控机床，全靠人工制造来控制各项误差。

1970年3月21日，东方红一号卫星总装任务完成。4月1日，运抵酒泉卫星发射中心。酒泉卫星发射基地，位于巴丹吉林沙漠腹地，1958年十万解放军进驻这片生命禁地，建设卫星发射和火箭发射基地。

4月15日，周恩来总理打来电话，要求从即日起到卫星上天，每天的情况都要向总理办公室汇报。

4月24日18点30分，卫星发射进入倒计时。一分钟准备！

“5、4、3、2、1，发射！”长征一号运载火箭搭载着东方红一号卫星直冲霄汉。中国第一颗人造卫星“东方红一号”发射成功，浩瀚的宇宙第一次响起了中国的乐音东方红，拉开了中国人探索宇宙的序幕。

“昨天晚上，我们成功地发射了第一颗人造（地球）卫星上天！”在第二天的宴会上，周总理骄傲地向世界宣布发射成功的喜讯。

东方红一号卫星发射成功后，在轨运行28天，顺利通过了太空极端环境条件的考验，超额完成发射任务。这是在一穷二白的基础上，第一次在太空中出现了中国声音，让中国人的脊梁挺了起来，也促进了中国卫星事业的科学研究的大发展。

近半个世纪过去，中国航天从无到有，从小到大，从弱到强。而奠定这一切基础的里程碑正是东方红一号卫星。2016年4月28日，国务院将东方红一号卫星成功升空的这一天设立为中国航天日并在北京航空航天大学召开了隆重典礼。东方红，这座矗立在中国航天史上的一座里程碑，激励着一代又一代航天人砥砺前行，探索宇宙的奥秘与深邃。