东方红一号卫星发射成功的幕后故事
作者：孟昭庚
来源：《中华魂》 2020年第8期
文／孟昭庚
东方红一号卫星，是我国发射的第一颗人造地球卫星，于1970年4月24日在酒泉卫星发射中心成功发射，由此开创了中国航天史的新纪元，使中国成为继苏、美、法、日四国之后，世界上第五个独立自主研制并发射人造地球卫星的国家。
一
1957年10月4日，苏联成功发射了世界上第一颗人造地球卫星，中国科学家们为之欢欣鼓舞。竺可桢、赵九章、钱学森等著名科学家纷纷发表讲话、写文章，阐述发射卫星的重要意义。科学家们认为，卫星是一项综合性很强的工作，可以民用，亦可以军用，中国也应考虑研制卫星的规划设想，并及早作些准备。建议中国科学院应把卫星列为重点任务来抓，从“任务带学科”考虑，可以带动诸多新兴技术的发展。
中国科学院党组书记、副院长张劲夫（院长为郭沫若）将科学家们的建议及时反映到党中央，引起中央
领导同志的高度重视。
1958年5月17日，在中国共产党第八次全国代表大会第二次会议上提出: “苏联人造卫星上天，我们也要搞人造卫星，我们也要搞一点，要搞就搞得大一点。”
分管科学技术工作的副总理当即责成张劲夫和钱学森、王诤等组织有关专家拟定卫星发射规划。随后，中国科学院成立由国防部第五研究院院长兼第五研究院一分院院长钱学森（钱学森当时在中国科学院职务是力学研究所所长）为组长，中国科学技术大学应用地球物理系主任、著名大气科学家和空间物理学家赵九章和中国科学院党组成员、地球物理研究所党委书记兼副所长卫一清为副组长的领导小组，负责筹建人造卫星、运载火箭以及卫星探测仪器的设计和空间物理研究的机构。科学院党组把卫星研制列为中国科学院1958年第一项重大任务，为了保密，代号叫“581”任务。7月，中国科学院向报告，我国卫星规划分三步走：第一步发射探空火箭，第二步发射小卫星，第三步发射大卫星。
任务分工是：火箭以从事火箭、导弹研究的国防部第五研究院负责，探空火箭头和卫星及观测工作以科学院为主，相互配合。决心苦战三年，实现我国第一颗卫星上天。
当时，科学院对这项工作抓得很紧，1958年7至9月，“581”小组每周开2到3次会，张劲夫和裴丽生、王诤等负责人多次出席会议。与此同时，中国科学院还成立了三个专业设计院：
第一设计院负责卫星总体设计和火箭设计，为便于跟上海合作，11月迁上海，改名为上海机电设计院；第二设计院负责研制控制系统，分三个研究室，研究方向分别是姿态控制系统仿真、遥控遥测和运动物体控制；第三设计院负责探空仪器研制与空间环境的研究，赵九章、钱骥担任科技领导。
“581”小组在当时全国的热气腾腾的氛围中夜以继日，奋力拼搏，大干、苦干了两个多月，通过与院内外31个单位通力协作，完成了运载火箭结构的初步设计，搞出了载有多种高空环境探测仪器及动物舱的探空火箭头部模型，为自力更生发展我国空间事业迈出了可喜的第一步。
1958年10月，中国科学院成果展览会保密馆，展出了卫星和火箭的设计图和模型，等党和国家领导人前来参观，影响很大。
1961年6月，在钱学森、赵九章等人的倡导下，中国科学院开始举办了持续12期的星际航行座谈会，由钱学森、赵九章等科学家就这方面知识作讲演。
二
1964年，中国相继成功地发射了第一枚弹道式导弹、爆炸了第一颗，这就为发展人造地球卫星奠定了比较可靠的基础。1965年1月8日，钱学森不失时机地正式向国家提出报告，建议此前因国民经济严重困难而暂停研制的人造地球卫星应该重新上马，应着手制订我国人造卫星的研究计划并列入国家任
务。钱学森这一建议，首先得到了的赞同，他指出：“只要力量上有可能，就要积极去搞”。同年4月29日，国防科委向中央专门委员会（以下简称中央专委）报告了由国防科委、国防工办专业局的负责同志和专家共同研究的结果，提出了在1970年或1971年发射我国重量为100公斤左右的第一颗人造地球卫星的设想。
1965年5月，周恩来总理指示中科院拿出第一颗人造卫星的具体方案。负责卫星总体组的钱骥带领年轻的科技工作者很快便拿出了初步方案。该方案由钱骥等直接向周恩来总理作了汇报。于是，研制卫星计划被重新提上了议事日程。
中央专委于1965年5月4日、5日召开第十二次会议，研究我国第一颗人造卫星的规划方案，争取在1970年左右发射我国第一颗人造卫星的设想。随即，国家批准了第一颗人造卫星计划。
1965年10月20日至11月30日，在中国科学院主持下举行了卫星建造总体方案的进一步论证会，最后确定中国第一颗人造地球卫星属于科学探测性质。第一颗卫星的发射时间定在1970年。成功的标志，即对第一颗人造地球卫星的总体要求是：“上得去，抓得住，听得到，看得见”。所谓“上得去”就是首先要保证卫星飞上天；“抓得住”就是卫星上天以后地面设备能对卫星实施测控；“听得到”就是卫星要播送音乐，且可被地面接收和听到;“看得见”就是卫星在轨飞行时能让地面上的人用肉眼直接看得见，以便鼓舞人心。
由于钱学森的建议是1965年1月提出的，所以，第一颗人造卫星的工程代号为“651工程”，并把中国第一颗人造卫星初步命名为东方红一号。紧接着，负责实施人造卫星发展计划的“651工程”设计院成立（公开名称为“科学仪器设计院”），由赵九章任院长，负责主持科学、工程技术方面的工作。这样，中国的人造地球卫星事业从多年的学术和技术准备，转入有计划、有步骤地开展工程研制的时期。
三
中国人造地球卫星研制工作，当时在总体上的分工是：中国科学院搞卫星和地面跟踪测量系统；七机部搞运载火箭；国防科委的二0基地搞地面发射设备。但是，卫星系统工程上马不久，就赶上“文化大革命”，中国科学院是地方单位，又是知识分子比较集中的地方，所以首当其冲受到影响。为了保证卫星工程顺利进行，1966年12月，中央专委决定将卫星研制任务改由国防科委负责。1967年初，中央正式确定中国第一颗人造地球卫星播送《东方红》乐曲，以便让全世界人民都能听到中国卫星的声音。
1967年7月，在“文化大革命”的高潮中，为确保第一颗人造卫星的研制工作不陷入停顿，国务院、中央军委批准国防科委组建空间技术研究院，将科学院原来从事卫星工程的单位划归空间技术妍究院，担负卫星研制任务，并任命钱学森兼任空间技术研究院院长。可以说钱学森是受命于危难之际，他首先得把空间技术研究院的机构组建起来，中心任务是保证东方红一号卫星尽快上天。他立即从国防部五院调来孙家栋等人，以加强卫星总体设计的力量。
正在忙于导弹设计的国防部五院导弹总体设计部副主任孙家栋，接到调令后立即到钱学森那里报到。钱学森交给孙家栋的第一项任务就是去七机部挑选人材。钱学森指出，总体部的人知识面要广，既要懂工程上的问题，又要有比较广博的科技知识。根据钱学森的这一要求，孙家栋在七机部上上下下跑了两个月，详细考察了各部门有特长的技术骨干，从中挑选了对卫星知识有所了解的十八人。这十八人，投入卫星研制工作后，个个都是披坚执锐、破冰斩浪的精兵，日后被誉为“航天十八勇士”。
担任第一颗人造卫星运载火箭总设计师的任新民，在动乱中受到冲击。在危险时刻，周恩来总理点名，对其实施保护，使他避开了被揪斗和派性斗争，保证他能一心投入火箭型号的研制工作。
任新民对发射卫星的火箭已成竹在胸。他主持攻克并掌握了多级火箭组合、二级高空点火和级间分离等关键技术，还研制了第三级固体火箭，取名为“长征一号”。
1967年底，中央最后审定了中国第一颗人造地球卫星的方案，规定该卫星不小于150千克(最终确定为173千克)，用长征一号运载火箭发射，并正式命名为东方红一号。
东方红一号卫星在一定意义上可以说是一颗“政治卫星”。对钱学森压力最大的，莫过于“一次成功”的要求，要一次成功地送上天，还要求卫星运行轨道尽量覆盖全球，让全世界人民都能听得到，看得见。周恩来总理也多次要求，要过细的工作，做到万无一失。为此，钱学森多次听取汇报，不厌其烦地将每次汇报中所反映的大大小小的问题都一一详细记录下来，并一一落实解决。他提出，我们要确保：一、设
计工作没有漏洞；二、所有的元器件都要齐套，并保证质量，保证可靠性。他要求四机部两个配套仓库要开仓检查，仓库里没有的，要马上安排生产。凡承担任务的工厂，都要充分动员众，确保质量。
为了确保卫星播放《东方红》乐曲准确、可靠、悦耳，钱学森多次听取卫星总体负责人孙家栋的汇报，审查设计方案，检查设备质量。当卫星总体超重时，他提出，凡是和广播《东方红》乐曲有矛盾的，都要给广播让路。据此，孙家栋简化过去的方案，砍掉了一些试验项目，去掉卫星上的很多探测仪器。
四
在东方红一号卫星研制过程中，科学技术人员也在战天斗地，艰苦奋斗。有的科技工作者，在进行卫星蒙皮阳极化电抛光工序时，没有房子就在露天下进行；没有容器就铸造了三个大铝槽，在雪地里挖个坑，把铝糟架在上面用木柴烧。就是在这样的条件下，开展了阳极化电抛光试验。经过了两个月时间、上百次试验，终于使蒙皮的辐射率和吸收率达到了规定的技术指标。
为了能使东方红一号人造地球卫星“上得去、抓得住、测得准、看得见”，科技工作者想了不少办法，攻克了不少技术难关。
上得去，便是发射成功。抓得住，即是准确入轨。难就难在看得见、听得到。
为了使地面“看得见”，技术人员原来试把卫星外形设计成由72面体组成的一个球体，目的之一是使卫星在轨运行时能产生闪光，一闪一闪的，这样地面就比较容易观测。但试验结果表明，由于卫星太小，本体的亮度只有六等星左右，所以在天气不好时人的肉眼仍看不见卫星。如果将直径做大，卫星就会超过既定重量，火箭又送不上去。技术人员集思广益，琢磨出了一个新办法：做一个布“围裙”，把第三级火箭包上，发射时“围裙”闭合，卫星上天后，利用第三级火箭自旋时产生的离心力给“围裙”充气，将其吹大，使之展开，涨到3米或更大一点，使之成为观测裙。由于第三级火箭是跟卫星一块入轨的，与卫星一前一后，速度轨道差不多，加之观测裙外头已被镀上了铝，能大面积反射太阳光，因而就很容易看见了东方红一号卫星了。
对于卫星如何产生《东方红》乐音，曾提出过几种方案，经比较，决定采用可靠性高、工作寿命长、消耗功率小、乐音悦耳嘹亮的电子音乐。对于如何发送《东方红》乐音，也曾提出过三种方案，最后研究决定，采用一台发射机交替发送《东方红》乐音。
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