昆明老化试验箱(我国第一颗人造地球卫星幕后珍闻)

“东方红一号”卫星绕地球飞行效果图。（供图|潘厚任）

45年前的今天，即1970年4月24日晚上9点35分，我国成功发射了中国第一颗人造地球卫星。这颗人造地球卫星被命名为“东方红一号”，它的发射是我国继原子弹、氢弹试验成功之后，在科学技术领域的又一次重大进步，它标志着我国太空技术已跨入世界领先水平。在这一震惊世界、令中国人扬眉吐气的成就背后，有着许多鲜为人知的故事。

卫星模型在中国科学院诞生

1957年10月4日，苏联把人类第一颗人造地球卫星送上了天，中共中央对此很重视，分管科学技术的副总理聂荣臻向时任中国科学院党组书记、副院长的张劲夫交代，科学院要密切注意这方面的情况。中国科学院副院长竺可桢、力学所所长钱学森、地球物理所所长赵九章等建议开展中国的卫星研究工作。

院党组研究认为：这是关乎国防和人民和平安宁的头等大事，必须立即展开相关工作。为此，中国科学院抓紧做了两项工作。

一是拿出了我国第一个卫星规划。应苏联科学院要求，从1957年10月起，中国科学院地球物理所地球物理国家委员会，在全国范围内组织对苏联卫星进行观测，并成立了人造卫星光学观测组和射电观测组，先后在北京、南京、上海、昆明等地设立12处观测站。按照副院长吴有训的要求，筹备电子所的陈芳允等几位科技人员自选课题，做了一个无线电信号接收装置，不但能够接收到卫星向地面发射的无线电信号及频率变化，还能计算出它的轨道，从而推测出它里面可能有些什么内容。张劲夫多次召集有关科学家座谈。科学家们认为，卫星是一项综合性很强的工作，从“任务带学科”考虑，可以带动诸多新兴技术的发展。卫星可以民用，亦可以军用。利用科学院已有的基础加速研究，再加上国防部五院等兄弟部门的力量，用几年时间，我国也能实现卫星上天。他们还建议科学院应把卫星列为重点任务来抓。因此，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。

1958年5月17日，毛泽东在八大二次会议上提出：“我们也要搞人造卫星。”聂荣臻责成张劲夫和国防部五院(以下简称五院)王诤等组织有关专家拟定卫星发射规划。7月，中国科学院向聂荣臻报告，我国卫星发射规划分三步走：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：火箭以五院为主，探空头和卫星及观测工作以科学院为主，相互配合。要求苦战3年，实现我国第一颗卫星上天。

二是为实现规划任务，成立了581组，专门研究卫星问题。581组组长是钱学森，副组长是赵九章、卫一清，成员有杨刚毅、武汝扬、顾德欢、华寿俊等。另设技术小组，由钱学森和赵九章主持。当时，这项工作抓得很紧，1958年7至9月，581组每周开2到3次会，张劲夫和裴丽生、杜润生、王诤、王士光、罗沛霖、钱文极、蔡翘等多次出席会议。

与此同时，中国科学院成立了3个设计院：第一设计院负责卫星总体设计和火箭研制，为便于与上海市合作，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3个研究室，业务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组夜以继日，奋力拼搏，紧张工作两个多月，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，中国科学院跃进成果展览会保密馆，展出了卫星和火箭的设计图和模型，毛泽东等党和国家领导人前来参观，影响很大。

一封改变历史的信

1959年之后，我国科研战略调整，集中进行探空火箭、原子弹、氢弹的研发，卫星进度放缓，但是依然制造了不少研发卫星的相关设备。曾任“东方红一号”卫星总体设计组副组长潘厚任回忆说：“大型振动台、冲击台、地面气候模拟试验箱、噪声模拟室，直径6米的离心机和直径2米的高真空罐等空间环境模拟试验设备，可进行探空火箭箭头和小型卫星的整星环模试验。特别是高真空罐，可模拟卫星在轨道运行时的黑冷环境和热辐射环境。”

另外，北京、上海嘉定、山西太谷三地建立了三个科学仪器厂，承担卫星无线电设备的加工生产。这三个工厂成了卫星本体加工生产、总装测试的主力工厂。

1964年10月，卫星倡导者之一的赵九章赴西北基地参观“东风2号”导弹发射试验，在充分了解情况之后，感到从运载火箭的条件来看，已可把卫星工程提上日程了。

12月全国人大会议期间，他写了一封信给周恩来，建议国家尽快制订卫星发射计划，把导弹打靶和发射卫星结合起来，可达一箭双雕之目的。与此同时，钱学森也提出把人造卫星研制尽早列入国家计划的建议。

“赵先生的字写得很好，那份原件现在还保存在档案馆里。”潘厚任把那封信视作“东方红一号”卫星的一个重大转机。

周总理看过赵九章的建议书后十分高兴，利用开会间隙找到赵九章，希望他会后尽快拿出切实可行的实施报告。1965年1月，赵九章等人写成具体的建议报告，获批后，卫星研发进入正式轨道。

1965年4月22日深夜，潘厚任清楚地记得这个日子。“赵九章打电话把我叫到他家，他家住在中关村，数学所的关肇直所长也在，赵九章很激动，拿出了一个小本，说周总理已经指示，要我们拿出一个方案。我们从1958年开始，终于等到了今天。他问关肇直，卫星就几米大小，飞那么高，看都看不见，怎么抓住它。希望关所长组织技术人员马上开始攻关。”

夜谈后第二天，潘厚任和另外两名专家何正华、胡其正组成了卫星总体组。随后，轨道组、地面设备组纷纷成立，中科院各个院所都被动员起来全力以赴研制卫星。

“一生中最长的会议”

卫星研发步入快速轨道，总体组三人夜以继日，10天之内拿出了第一颗人造卫星方案设想和系列规划。

“三张图，一张表，卫星外形图、卫星结构布局图、卫星运行轨迹图，表就是卫星的设备。方案交上去后，中科院向中央做了汇报。”潘厚任说。

初步方案做出来后，给卫星起名字就成了一件大事。“画卫星结构图的何正华提出来，建议把卫星命名为‘东方红一号’，这个提议大家都很赞同，没有人有异议，于是在方案上初步就这样叫，后来请示中央后得到批准。”

根据研究的进度预估，卫星预计在1970年发射。同年7月，中科院向中央上报“关于发展我国人造卫星工作的规划方案建议”，经中央批准，我国人造卫星工作由此正式上马，代号为“651任务”。

“这也是一个绝密任务。因为赵先生上书周恩来建议搞卫星的时间是1965年1月，所以就叫做‘651任务’。”

经过两个多月准备，中科院受国防科委委托，于10月20日至11月30日主持召开全国各有关单位参加的“651会议”。会上全面论证了我国第一颗人造卫星“东方红一号”的方案，把实现目标归结为12个字“上得去、抓得住、听得见、看得见”。

“会是在友谊宾馆开的，很多单位都参加了，中科院、国防科委、总参、七机部十几个大单位，前前后后专家上百人，我们总体组的三人都去了。一开始没想到会开那么长，也没定结束时间，白天开会，晚上论证，一直开了42天，这是我开过的最长的一次会议。”潘厚任说。

这个会议开过后，中央立即组建了“651”设计院和“701”工程处。前者负责卫星本体的设计研制和总体协调；后者负责地面跟踪台站的总体设计和筹建。卫星本体、各分系统、地面台站选点等工作全面铺开，另外，在全国各地安排落实了近200个预研和试制项目,大到分系统、小到元部件，“东方红一号”卫星的工程研制工作全面开始。

给卫星加“围裙”

正当卫星研制顺利进行的时候，1966年，“文化大革命”爆发，“东方红一号”的倡导者、“651”卫星设计院院长赵九章被打倒。1968年10月，他不堪受辱服药自尽。

为确保卫星研发的顺利进行，中央决定对中科院实行军管，几近停滞的卫星研制在形式上有了一定的保障，中央很快抽调力量组建新的机构集中搞人造卫星。

中科院所属的“651”卫星设计院、自动化研究所、力学所、北京科学仪器厂等十余家科研单位以及当时的七机部部分骨干一起组建中国空间技术研究院，钱学森任院长。

“总体组改组，我一个人留下来，搞天文轨道，让我当副组长，沈振金任组长。”潘厚任回忆。

没有任何卫星研发经验可以参考，难题接踵而至。

钱学森在研究院的二楼办公，潘厚任在五楼，有一次深夜，钱学森把潘厚任三人叫下去，问：“卫星放到天上到底能不能看见？”

潘厚任回答：“这个星的直径1米，亮度相当于7等星，在天气、光线都好的情况下，人的肉眼最多只能看到6等星，也就是基本看不见7等星。”

“看不见”变成了大问题。科学家们终于在火箭上找到了办法。

“为了让大家看到，后来在末级火箭上加一个特殊材料制成的‘围裙’，卫星上去之后，末级火箭脱离，‘围裙’撑开有几十米，大面积反射太阳光，与卫星一前一后，速度轨道差不多，容易看到，所以大家当时用肉眼看到的是带着‘围裙’的末级火箭，并非卫星本身。”

收音机测频率

解决了“看得见”的问题，“听得见”的问题也让科学家们费尽了心思。时至今天，已无从考证谁第一个提出在卫星上播放《东方红》歌曲，但是播放《东方红》这首歌曲的重要性已经不亚于卫星本身。

怎样听，用什么听？钱学森再问潘厚任等人：“卫星绕地球转的时候，能不能让亚非拉的人民也用普通收音机收听？”

潘厚任接过了这个难题，他用了三个月时间求解。在物资匮乏的年代，他也不知道国外用的到底是什么收音机。凭着一张介绍信，他到一个国家库房里把全世界各种类型、最先进的新型收音机每个借了一个，这些在中国市面上都没有。

“当时最先进的口袋收音机，刚出的，就像烟盒那么大的，都拿过来测试了。”把各种类型的收音机借出来之后，他测了各种收音机的灵敏度，反过来推算卫星需要发射的功率有多大。

后来他发现如果要让普通收音机收到，在卫星装上发射机后，卫星的重量将超过1吨。这对于当时火箭的运载能力来说是不可行的。

用地面站转播，这是一个现实可行的办法。所以，在卫星发射上去后，全国人民在广播中收的信号，都是从地面跟踪站转播的卫星信号。

卫星的命名、乐音的诞生

1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，红色中国的经典乐曲《东方红》响彻天宇，揭开了中华民族进军太空的序幕。这一曲太空中的浩浩乐音，令扬眉吐气的中国人至今“忧思难忘”，成为一个时代的记忆。

《东方红》原是一首著名的陕北民歌，20世纪30年代诞生于我党领导下的陕甘宁边区，抒发了人民群众拥护共产党、翻身求解放，建立新中国的豪迈之情。随着20世纪60年代大型音乐舞蹈史诗《东方红》的诞生，这首歌随之红遍全国。

1965年9月，中科院卫星设计院提出卫星要比各国的第一颗卫星先进一步，即发射一个连续信号。卫星总体组组长何正华认为，苏联第一颗人造卫星的呼叫信号是嘀嘀答答的电报码，遥测信号是间断的。中国要超过苏联，就必须发射一个连续的信号，而且要有中国特色，全球公认。所以，他提出了卫星播送《东方红》乐曲，命名“东方红一号”的建议。1966年5月，经国防科工委、中国科学院、七机部负责人罗舜初、张劲夫、裴丽生、钱学森等共同商定，将中国第一颗人造卫星取名为“东方红一号”。1967年初正式确定卫星播送《东方红》音乐。

由于当时正处于“文化大革命”中，播送《东方红》乐音不仅是科研任务，也成了责任重大的政治任务。如果卫星上天后，乐音不响或变调，无疑是重大的政治问题。在沉重的思想负担和精神压力下，何正华和乐音装置的主要设计者刘承熙顶着巨大的政治压力，开始了技术上的探索，解决了乐音错乱和乐音变调等一系列问题。《东方红》乐音最后采用电子音乐，用线路模拟铝板琴声奏出。为此，刘承熙还曾经专门跑到北京火车站聆听钟楼的报时声，又跑遍了北京大大小小的乐器店，最后决定把北京火车站钟声的节奏和铝板琴的琴声合二为一，奏出音乐纯正、节奏明快、格调高雅的《东方红》乐曲。

攻克难关

1967年7月，正在忙于导弹设计、时任国防部五院导弹总体设计部副主任的孙家栋接到通知，为确保第一颗人造卫星的研制工作不陷入停顿，中央决定组建中国空间技术研究院，钱学森任院长，钱学森又推荐孙家栋负责总体设计。

孙家栋的第一项任务就是去七机部挑选人才。在全面了解和分析卫星研制情况的基础上，他在七机部上上下下跑了两个多月，详细考察了各部门有特长的技术骨干，从中挑选出18人。他们个个是披坚执锐的精兵，日后被誉为“航天十八勇士”。事后，钱学森对孙家栋有过一句评语：“看来，把孙家栋找来还是对的，他的确敢干事，会干事。”

1967年12月，孙家栋主持了第一颗人造卫星研制工作会议，审定了总体方案和各系统方案。鉴于法国已成为世界上第三个能发射卫星的国家，邻国的日本也在紧锣密鼓加快准备，而以当时我国的国情、技术基础和工业水平，按1965年的卫星设计方案，发射还需要很长时间。这种局面，决定了我国第一颗卫星首先得是一颗政治卫星，即简化过去的方案，去掉卫星上的很多探测仪器，不追求高难技术，只要做到上得去、抓得住、看得见、听得到，就是成功。用许多年后孙家栋自己的话来说，这种简化即把一辆汽车变成了平板车。

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。

原卫星设计方案虽有72块平面，直径却只有1米，而且表面反光率不高，亮度大约只相当于天空中亮度极低的六等星。这么小的东西在天上飞，地面上的人用肉眼难以看见。如果将直径做大，卫星就会超过既定重量，火箭又送不上去。后来琢磨出来的办法是，在第三级火箭外面套个表面镀亮的球形气套，卫星发射时气套闭合；卫星上天后，利用第三级火箭自旋时产生的离心力给气套充气，使之展开为球体。这个办法原理上有些像折叠伞，理论上可行，关键是能否找到制作这种气套的特殊材料。

卫星研制组跑了国内许多工厂，可所有厂家都因要求太高而无力研制这种特殊材料。最后在上海找到一家工厂，这个厂曾经研制过一种新型绸布，与气套所需材料基本相同，可原材料有毒，早就不做了。而且，这家工厂在“文化大革命”中已经停产。在得知气套的用途后，不少工人立即“上岸穿鞋”，由“抓革命”转入“促生产”。11个月后，终于研制成功。

为了“听得见”，也动了很多脑筋。由于那个年代老百姓家中鲜有收音机，即使有多是中长波的，无法直接收到卫星的信号，于是想到由中央广播电台转播。研制组按这个方案向钱学森汇报，钱学森也支持，并叫人写了一个报告，呈交聂荣臻。聂荣臻同意后报中央，中央予以批准，但只让卫星播放“东方红，太阳升，中国出了个毛泽东”这前8个小节。

1970年3月21日，“东方红一号”卫星完成总装任务，达到了发射要求。1970年4月25日18点，新华社授权向全世界宣布：1970年4月24日，中国成功地发射了第一颗人造卫星，卫星运行轨道的近地点高度439公里，远地点高度2384公里，轨道平面与地球赤道平面夹角68.5度，绕地球一圈114分钟。卫星重173公斤，用20.009兆周的频律播送“东方红”乐曲。

25日的《人民日报》上，整版刊登了卫星经过祖国各地上空的时间表，几点几分过天津，几点几分过广州，几点几分过上海……当天晚上8时30分，卫星经过北京上空。长安街华灯怒放，人群似潮水一般涌向天安门广场，大家一边敲锣打鼓，高呼着“毛主席万岁”等口号，一边伸长脖子，在满天繁星里搜寻那颗移动着、闪烁着的小星星。

为何没挂毛主席像章

1969年10月下旬的一天晚上，孙家栋作为我国首颗人造卫星总体技术总负责人与钱学森一同来到人民大会堂江苏厅。他们刚把卫星初样摆放好，周恩来、李先念、余秋里等中央领导和参加会议的有关部委负责人就来到了会议大厅。

那个时期正是对个人崇拜的鼎盛期间，在街上随处可以看到满身挂着毛泽东像章的人。在那个历史年代人们对领袖的崇拜是可以理解的，但感情与科学若产生了冲突是不可调和的。各系统的卫星仪器做出来后，设备成套安装时在卫星仪器上又很认真地镶嵌一个毛主席像章，有的像章还很大，岂不知加上去的这些像章给仪器带来很多问题，首先就是比原来定的总体重量超了许多，比如某件仪器的额定设计重量是3公斤，但往卫星上安装时却成了3公斤半，这个系统人员会名正言顺地告诉总体人员这超重的半公斤是毛主席像章，在那种历史情况下是没人敢站出来讲增加这半公斤是不对的。但那么多仪器综合在一起，将会使火箭的运载余量减小，必然会降低火箭的可靠性。另外，每台仪器都有自己特定的散热条件，仪器所涂的颜色不同，结构材料的厚度不同，散热的情况也不同，增加了毛主席像章有可能带来许多没有意识到的技术问题。但如果肯定地说在仪器上加个毛主席像章就会把仪器弄坏，从技术角度来讲还没有经过充分论证，也没有完整的计算和试验数据加以说明，所以谁也不敢贸然说话。

在卫星即将出厂前要召开汇报会向总理汇报卫星质量情况，钱学森带领孙家栋一行前去参加。此时，孙家栋感觉到这件事情如果再不汇报就没有机会了。于是，孙家栋很郑重地说：“从政治感情上来说，大家出于对毛主席的热爱，在卫星仪器上装了毛主席像章，是完全可以理解的。但是从技术角度讲，一是重量超限，二是卫星上天后将会对质量产生影响。”周总理当时没有正面叙说这件事情的对与错，总理说，大家对毛主席热爱是对的，但是大家看看我们人民大会堂这个政治上这么严肃的地方，也不是什么地方都要挂满毛主席的像，有的地方是写了主席的字，但是放在什么地方都是非常严肃的，得认真考虑什么地方能挂什么，你看咱们这个会议室就并没有挂毛主席的像嘛，你们回去好好考虑考虑，只要把道理给群众讲清楚，我想就不会有什么问题嘛。

周恩来的话语，使在座各位豁然开朗。会后大家马上按周总理说的作了安排，这件棘手的难题得到了解决。

“东方红一号”为何最重

苏联第一颗人造卫星重量83.6公斤，美国第一颗人造卫星重8.2公斤，法国第一颗人造卫星重42公斤，日本第一颗人造卫星重11公斤，而中国“东方红一号”升空，重量为173公斤。

可见，中国的“东方红一号”重量超过前四颗卫星重量之和，但这并不说明我们卫星制造水平就高。从工艺的角度来说，要安装一些仪器，在一块大板子上安装仪器显然比在小板子装要好得多，也就是说体积越小，对机械工艺的要求就越高。而中国的工艺远远没有达到先进水平，所以，“东方红一号”就重得多了。

但“东方红一号”的重量又让外国震惊，因为这恰恰说明我们火箭的威力大，能把那么重的大家伙送上太空，这足以对当时敌视中国的某些国家形成战略威慑。

不过，有一项质量指标，中国的确超过了苏联、美国、法国和日本四国。“东方红一号”的电池比那些运行时间都长，原定运行20天，结果实际运行了28天，而这四个国家都没有达到20天。这也不是中国的电池质量高，而是我们采用了一个技术技巧。电池质量不行，就用数量来弥补。在173公斤的卫星总重中，电池就高达80多公斤，这是其他国家无法想象的。

其实,当中国人在西北大漠里竖起第一座发射架时，西方一些发达国家认为，那是开玩笑；当中国人用运行速度只有每秒几十万次的老式计算机编制地球同步卫星轨道程序时，洋专家又断言：不可能！但是，中国人就是将“不可能”变成了“可能”。（读者报实习记者何建 整理 来源|党史纵览 共鸣 安徽市场报 中国经济周刊 科技日报 京华时报 作者|孟红 王建蒙 胡雪琴 高博陈瑜 柳志卿）