揭秘东方红一号背后的故事

　　1970年4月24日，在酒泉卫星发射中心，随着我国第一枚运载火箭长征一号发出轰鸣，＂东方红一号＂卫星飞向广袤无垠的太空。中国从此成为世界上第五个自行研制和发射人造卫星的国家，中国人自此叩开了通往浩瀚宇宙的大门。
　　时至今日，＂东方红一号＂卫星仍在围绕地球飞行。在天气晴好的日子，许多天文爱好者还会拍摄这颗卫星经过祖国上空的照片。这些照片所承载的，是一段刻骨铭心而历久弥新的故事。
　　伴着战火而生的现代航天
　　人类进入工业社会以后，第一个准备跨进太空的是德国。第一次世界大战结束后，德国的大炮研制受到《凡尔赛和约》的限制，＂火箭＂这一没人关注的新事物成为当时德国钻空子的利器。火箭是卫星的＂兄弟＂，没有能够摆脱地心引力的火箭，卫星如无本之木。
　　第二次世界大战后期，德国已经有了很多的先进武器，这些武器严重刺激了盟国。德国战败后，美国率先抢到他们的火箭专家，也就是后来被誉为现代火箭之父的冯·布劳恩。
　　苏联迟到一步，可他们从古拉格（苏联政府的一个机构）召回了蹉跎数年的科罗廖夫，科罗廖夫是世界公认的航天学、火箭理论先驱齐奥尔科夫斯基的传人。
　　1957年10月4日晚，在距离莫斯科2000多公里的秘密基地里，一枚R-7火箭在探照灯发出的耀眼光芒中升空，世界上第一颗人造地球卫星Sputnik-1发射成功。航天时代的序幕被彻底拉开。
　　中国的航天梦与卫星梦
　　1958年5月，在中共八大二次会议上，有代表在发言中提到中国的人造卫星问题，并就此展开了热烈讨论。毛泽东沉默良久后，大声地说出一句话：＂我们也要搞人造卫星！＂
　　其实，科技强国的种子早已种下。1939年5月，延安成立了自然科学研究院；1940年，陕甘宁边区自然科学研究院成立；抗日战争胜利前夕，在周恩来的关心下，重庆还成立了中国科学工作者协会；1956年，中国第一个导弹研究机构——国防部第五研究院正式成立……
　　苏联的人造卫星上天后，天文学家张钰哲和他的助手们很快建立了人造卫星运动理论研究室，并在全国多地建立观测站。他们利用观测数据计算做出的轨道预报，比当时苏联提供的数据还要精准。与此同时，钱学森、赵九章等学者也纷纷发表文章谈人造卫星的意义。
　　当毛泽东发出＂我们也要搞人造卫星＂的号令后，全国沸腾了。中国科学院将此列为1958年的第一项任务，＂581＂小组成立。然而，后来由于种种原因，人造卫星计划几经波折被搁置。其间，加加林第一次从太空俯视了地球，短短108分钟的飞行，再次震撼世界。
　　不过，确立中国大国地位的＂两弹一星＂整体工程，依然在时代的洪流中稳步前行。1964年10月16日，中国第一颗原子弹爆炸成功，10月下旬，赵九章提交了一份几千字的建议书，再次说到中国的人造卫星计划。1965年5月，中央正式批准人造卫星计划，这个迟到了7年的计划代号为＂651＂。
　　1965年9月，中国科学院组建了以赵九章为院长的卫星设计院，对外称科学仪器设计院，专门负责人造地球卫星的研制。持续42天的技术论证会确定：第一颗人造卫星命名为＂东方红一号＂，直径为1米，重量约100千克（最后实际达173千克），而且要做到＂上得去，抓得住，看得见，听得到＂ 。
　　12个字里的大门道
　　1968年2月20日，中国空间技术研究院正式成立，钱学森兼任院长，七机部一院的孙家栋以及＂航天18勇士＂就是在这一时期被抽调到空间技术研究院的。＂航天18勇士＂之一的戚发轫后来接受采访时说：＂‘航天18勇士’，实际上就是18个相关专业的人。＂
　　距离预定的发射时间只有两年时间，卫星研制工作进展并不大。＂东方红一号＂的总负责人孙家栋决定精简计划，把一些科学探测项目先拿下来，放在第二颗卫星上，保证第一颗能在预定的时间内发射。不过精简了计划，并没有精简技术，甚至给团队提出了更高的要求。
　　比如原定的卫星发射倾角是42度，这是为了利用地球自转，降低运载火箭的难度，但这个倾角发射的卫星观测范围只能是南北纬42度之间，这就会造成卫星的巨大浪费。后续的应用卫星，都需要观察更大的范围，42度倾角发射的卫星显然不可持续。
　　经过研究，团队最后决定将发射倾角定为70度左右。倾角改变后，运载火箭难度加大，但卫星质量已经确定在100千克以上。＂上得去＂是卫星发射最基本的要求，要靠大量精确的计算来保证。在那个年代，比较先进的计算设备是自动计算器，多数是半自动手摇计算器。任务急的时候，研究人员连算盘都用上了。曾任七机部某研究院卫星轨道组组长的李颐黎回忆道：＂算一条轨道，三班倒整整算了一年，而且一个数据必须两人对着算，互相校验。＂
　　在最早上天的几颗卫星中，温控也是一个技术难点。孙家栋介绍，卫星上天后飞到太阳直射的那面，温度非常高，在太阳背面温度又很低。法国、日本卫星虽然都在中国之前发射，但由于温控技术不过关，上天不久后就失灵了，法国的卫星被＂冻死＂了，日本的卫星只转了6圈，就因为不耐高温被烧掉了。＂东方红一号＂发射成功后正常运行了28天，没有因为温度问题出现故障，这项技术在当时就达到世界先进水平。
　　卫星所有零件都要在地面做外太空环境模拟实验，这样才能确保上天后正常工作。振动实验、离心力实验、低温实验，一样都不能少。戚发轫回忆，没有低温实验室，就找到中国人民解放军海军后勤部的一个冷库，里面还存放着肉和鱼。夏天进去实验，就披件棉大衣，脚上穿的塑料鞋都被冻裂了。
　　＂看得见＂和＂听得到＂也让研究人员绞尽脑汁。＂东方红一号＂的直径只有1米，是非常接近球体的72面体，因为它是自旋式运行，转起来会有72个面反光。这样设计的主要原因之一，就是让卫星在轨时能产生一闪一闪的效果，比较容易观测。然而，即使这样，＂东方红一号＂进入太空后，亮度可能只相当于六等星。天文学上的星等，数字越大，亮度越低，六等星，是天气好时视力极好的人肉眼可见的极限。
　　为此，科研人员集思广益，最后想出一个办法——给＂东方红一号＂穿裙子。其实，具体而言并不是给卫星穿裙子，而是在末级火箭（最后和卫星分离，会紧跟其后）上加装＂观测裙＂，使其提高到二等星或三等星的亮度。＂观测裙＂是用特殊材料的布做成的一个大气球，把三级火箭包上，等到火箭进入太空后撑开，直径达到3米，＂观测裙＂外表全镀上铝，可以更好地反射太阳光。这样，人们在地球上就可以此作为参照物，很容易找到＂东方红一号＂。
　　为了解决＂听得到＂的问题，研究人员也是煞费苦心。如果传送＂滴滴答答＂的工程信号，老百姓听不懂；传送文字，外国人不明白。设计团队最终决定播放乐曲最合适，而传回《东方红》旋律的音乐盒，实际上是＂东方红一号＂卫星遥测系统的一部分。遥测系统负责将卫星的工作状态和高空物理数据传回地面，没有遥测数据，卫星就是一个飞着的＂铁疙瘩＂，但因为加入音乐，数据传输的规模就增加了很多倍，难度也随之增加。
　　同样的，＂抓得住＂的问题也经过了重重攻关，并最终形成中国独有的技术。
　　＂东方红一号＂一飞冲天
　　前期工作准备就绪后，1970年4月1日，装载着＂东方红一号＂卫星和＂长征一号＂运载火箭的专列抵达酒泉卫星发射场。
　　架好火箭，一切准备就绪，已经是4月24日了。那天晚上，天气并不好，天空一直笼罩着厚厚的云层。到晚上9点多时，云层裂开了一道缝——天，终于晴了。现场工作人员听到星箭分离的口令时，都激动得跳了起来，因为，这代表着卫星已经进入预定轨道。
　　中国第一颗人造地球卫星——＂东方红一号＂，于1970年4月24日21时35分成功发射。＂东方红一号＂的成功发射，标志着我国正式进入了太空时代，也成为世界上第五个完全依靠自己的力量成功发射人造卫星的国家。
　　1970年4月25日晚8点，很多人从收音机里听到了《东方红》熟悉的旋律。人们欢呼雀跃、奔走相告：中国的第一颗人造地球卫星上天了！
　　＂东方红一号＂卫星在太空中正常工作了28天，比原定时间长了8天，而其在轨时间，迄今已有50多年。