摘要:不仅如此,由于当时政治环境的影响,东方红一号卫星还必须要达到国家提出的四项技术要求,专家们形象的称之为“上得去 抓得住 听得到 看得见”。负责技术攻关的闵桂荣院士和他的团队, 经过反复的计算和试验,研制出了一套完整的卫星温控系统,并创造性的利用乐音和其他设备的余热,来实现“零耗电”使温控系统工作的方案,至此,在克服了重重困难之后,东方红一号卫星的技术问题都已经得到了解决,具备发射的条件。

“四项要求”

随着卫星设计方案的不断的修改与深入,东方红一号的重量已经从最初设计的150公斤增加到173公斤,重量已经远远超过了苏、美、法、日四个国家发射的第一颗卫星重量的总和,这个难度可想而知。不仅如此,由于当时政治环境的影响,东方红一号卫星还必须要达到国家提出的四项技术要求,专家们形象的称之为“上得去 抓得住 听得到 看得见”。

东方红一号卫星

“上得去”顾名思义,就是卫星必须要飞到天上去,要进入预定的轨道,这对运载火箭的推进能力是一个巨大的挑战。专家们经过研究与改进,创造性的提出了一个“两结合”方案,就是用中远程导弹作为第一级和第二级,利用探空火箭技术研制第三级,通过这三级的连续传递,将卫星送入预定轨道,这种导弹技术和探空火箭技术的结合就组成了著名的长征一号运载火箭,这一方案最终得到了批准,由任新民院士带队负责技术攻关。

长征一号火箭发射升空时的画面

第二个焦点是“抓得住”,如何在地面牢牢“抓住”在太空中的卫星。放过风筝的人都知道,风筝一旦脱离了线绳就会飞走,卫星也是一样,我们需要的是科学试验的数据,如果卫星失去与地面的联络,那即便是送上去再先进的卫星也没有用处。科学家们经过反复的论证,在推翻几次方案之后决定进行一次冒险的尝试,就是利用“多普勒效应”解决“抓的住”的问题,简而言述就是接收卫星的无线电波的变化曲线测算卫星的飞行速度与高度,我们现在说起来似乎十分的容易,但是对于当时科学家们来说,谜一样的计算方程式才是终极的挑战。所谓“日有所思 夜有所梦”,正当专家们一筹莫展的时候,一丝灵感在刘易成教授的脑海里闪现出来,并以此破解了卫星运行速度与地面距离之间的算法。在后续的模拟试验中,负责计算机程序编制的张绮霞经过一番运算后,察觉出这个模型似乎有一点问题,经过保密讨论,原来是推导的过程中忽略了一个问题,完善后的方程终于实现了“抓得住”的要求。

东方红一号模拟画面​

解决了这两项技术难题,接下来就是“听得到”和“看得见”了。由于特殊时期的外部环境,让卫星播放东方红乐曲是高度的政治要求,这让负责解决“听得到”难题的研究小组面临着前所未有的压力。在专家们提出的两个方案中,第一个方案是用录音机播放磁带,但是由于耗电的原因很快被否决;第二种方案就是利用电子乐音模拟东方红乐曲,计划让乐音装置在40秒播送乐曲的前8个小节,用剩下的20秒进行遥测信号的传递。当大家满怀期待的按下乐音装置开关的时候,等待他们的不是欢呼的场面,而是一身冷汗!因为装置里边传出的声音,变调了!在当时的环境下,东方红乐曲变调将会带来什么样的政治后果不言而喻。经过专家们研究分析,决定聘请专业人士解决这个问题,在国光口琴厂老师傅的建议下,在原有乐音中加入了谐波,这一问题得到了圆满的解决。

东方红一号上的音乐盒

这边的乐音问题刚解决,中央又来了新的指令,要求地面上所有型号的收音机都可以听到卫星中的东方红乐曲!专家们经过计算如果想要达到这一要求,发射频率的卫星的重量将会超过1000公斤,这显然是无法实现的。又经过多轮的反复研讨,专家们决定采用“接力棒”的方式,就是地面的中央人民广播电台接收卫星信号,然后进行转播,这一方案也最终得到了批准。

科研人员正在装配音乐盒

四项技术要求解决了三项,还有最后一道难关——“看得见”。为什么要“看得见”呢?前边提到了我们要注意当时的政治环境和政治影响,我们的第一个卫星发生成功,要让全世界人民都知道。此时的钱学森院士正带领研制人员苦苦寻找着用肉眼看到卫星的办法,因为想要肉眼看到一个直径1米、相当于七等星亮度的太空物体,是十分困难的,天文学家得出的结论是天上星星那么多,即便是能看见也不一定能找到。专家们充分发挥了“科技源自生活”这一理念的作用,从折叠伞的原理中收到启发,在运载火箭的第三级增加了一个可以撑开的观测体,当卫星与火箭分离后,第三级火箭上亮度极高的“观测体”顺势撑开,用肉眼可以观察,观察体前面那个小的亮点,就是东方红一号了,中国人用自己的智慧,设计了“先找到 在看见”这样一条路。

科研人员正在加紧组装东方红一号卫星

至此为止,四大“天王”要求,全部被“拿下”!

万事俱备 只待发射

1970年,在东方红一号卫星的研制逐渐进入尾声时,国际上关于卫星的消息引起了专家们的密切关注。首先是法国人的卫星温度没调好,冻死了;日本人的第一颗人造地球卫星在绕了地球六圈后,温度太高热死了……这就是卫星需要关注的另外一个问题,向阳的一面吸收太阳的热量温度高达100多摄氏度,背阳的一面温度则骤降到零下100多摄氏度,这种忽冷忽热的变化让卫星时刻面临失效的危险,如何让卫星在太空中保持正常的温度,成为了世界公认的难题。

等待长征一号到来的发射塔架

负责技术攻关的闵桂荣院士和他的团队, 经过反复的计算和试验,研制出了一套完整的卫星温控系统,并创造性的利用乐音和其他设备的余热,来实现“零耗电”使温控系统工作的方案,至此,在克服了重重困难之后,东方红一号卫星的技术问题都已经得到了解决,具备发射的条件。

现在,是时候了!

1970年2月,卫星和运载火箭按照计划被运往酒泉发射基地,作为国家的最高机密和当时的最高任务,为了保证发射基地和测控站通讯保障的绝对安全,每个电线杆下边都安排了民兵站岗。为了这项承载着无数人梦想的工程,中央几乎调动了全国的力量,经过4天4夜的秘密旅程,东方红一号卫星和长征一号运载火箭顺利抵达酒泉发射场。

发射前的誓师动员大会

1970年4月24日,东方红一号进入发射前8小时倒计时,技术人员在进行发射测试的时候,忽然观察到多普勒测控信号不稳定,此时此刻的紧张程度令人窒息,必须要马上找到干扰源!四月的西北还是寒风凛冽,技术人员们爬发射架,经过一系列的摸排,终于在卫星与火箭的连接处的一个温控仪器找到了根源,经过处理后一切整张,大家虚惊一场。

准备发射的长征一号运载火箭

天上的乌云慢慢散去,当历史的时针走向1970年4月24日夜里21时35分,随着长征一号运载火箭发出地动山摇的轰鸣,东方红一号卫星飞向了广阔无垠的太空!期盼嫦娥仙子千年的中国儿女,终于用自己的智慧与汗水推开了通向太空的大门,中国成为了继苏,美,法,日后,世界上第五个能独立研制和发射卫星的国家。东方红一号在轨运行了24天,顺利通过了太空极端环境的考验,圆满完成了国家提出的四项技术要求任务。

与此同时,中国卫星更创造了人类航天史上的新记录:运载火箭首发!卫星首颗!首次、首发、首颗就成功,一击即中!东方红一号卫星的成功发射,是20世纪震撼世界的重大事件,值得我们每一位中国人骄傲,它宣告着一个东方航天大国的崛起,东方红一号卫星也与核弹、导弹一起,被誉为“两弹一星”,成为中华民族科技强国战略的重要标志,永远载入了中华民族伟大复兴的史册。

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