漫遊篇 | 東方紅一號的故事

2020-08-26 AZSpace紫微科技

50年前的四月,我國成功發射了第一顆人造地球衛星東方紅一號,從此天上有了一顆屬於中國的星星。

(長徵一號運載火箭成功發射)


在當時我國工業基礎落後,經濟尚不發達的條件下,我們能夠取得這樣的成就幾乎就是一個奇蹟。那麼這個奇蹟究竟是怎樣被創造出來的?本文就為大家講述東方紅一號衛星研製成功背後的那些故事。


各種土法齊上陣 保障衛星研製質量


在很多人的想像中,人造地球衛星一定是誕生在條件良好、設備先進的實驗室中,然而在東方紅一號衛星研製的過程中,由於我們的條件有限,很多實驗數據都是靠著科研人員的智慧,在簡陋的環境中,用很原始的方法試驗得來的。

比如,在設計東方紅一號上的4根3米長的短波拉杆天線時,科研人員就遇到了這樣一個問題,這4根天線在發射時是收起來的,衛星上天后,需要靠衛星自旋將這四根天線展開,聽起來這個過程似乎不難,但在當時沒有計算機仿真模擬技術的條件下,科研人員無法很快確定這個旋轉的力究竟多大合適?輕了天線會無法展開,力量過大就有可能對天線結構造成損傷。

(東方紅一號衛星上展開的天線)

為了解決這個問題,科研工作者們只能摸索著在地面進行實驗。沒有合適的實驗室,他們就找了一個倉庫代替,沒有先進的設備,他們就自己動手製造簡易的設備,為實驗進行創造了條件。做實驗的過程是有一定危險的,但當時科研人員連防護裝備都沒有,有些人就地取材,用倉庫裡的木箱子蓋擋著,從木板間的縫隙觀察實驗效果,還有的年輕人就爬上房梁,騎在房梁上觀察實驗效果。就是在這樣的條件下,他們反覆實驗,為衛星天線展開測算出了合適的力。


類似用這種原始的方法,冒著生命危險做實驗的例子還有很多,例如,為了讓衛星鋁合金外殼蒙皮表面的發射率和吸收率都達到設計要求,科研人員在沒有廠房和設備的情況下,頂著嚴寒,在室外搭了一個木棚做起了實驗。在實驗的過程中,需要用木柴燒鉛槽內的硝酸溶液,硝酸溶液具有很強的氧化性和腐蝕性,蒸發的硝酸溶液會對人的眼睛、呼吸道、皮膚等造成損傷,吸入過多時,還可能引起休克甚至死亡,但當時科研人員連防毒面罩都沒有,他們就用溼毛巾捂住口鼻進行實驗操作,這一幹就是兩個多月。好在最後的結果是幸運的,他們成功攻克了這一技術難關。


電線桿下站民兵 為通信保駕護航


在東方紅一號衛星發射前後,很多人有著這樣的擔心,運載火箭能不能把衛星準確送入預定軌道,衛星入軌後,地面能否及時預報衛星的運行狀態呢?


大家之所以有這樣的擔心,很大一方面是因為當時的測控條件還很不成熟,通信線路和通信設施都很落後。舉個簡單的例子,當時,從發射場區到各觀測站的指揮通信和數據傳輸,還主要是靠電線桿拉明線完成。可以想像得到,這種通信方式很容易因為人為或者自然因素造成通信線路中斷,影響任務的順利進行。為了防止這種情況發生,大家集思廣益,最後想到了一個最原始的辦法——組織號召各省、市、自治區出動民兵保障通信線路的正常傳輸。


當時一共組織出動了幾十萬民兵,他們沿線路一字排開,無論白天黑夜還是颳風下雨,每一個電線桿下都站著一個執勤的戰士或民兵。雖然採用的是原始的人海戰術,但人心齊、泰山移,正是大家團結一心的精神和無所畏懼的幹勁幫助我們國家在那樣的經濟條件下,創造了將人造地球衛星送入太空的奇蹟。


為衛星「借光」 讓地面「看得見」


不知道大家有沒有聽過這樣的說法,東方紅一號衛星飛經我國上空時,很多人都看到了衛星。對於這個說法有的人很確信,有的人則將信將疑,那麼事情的真相究竟是怎麼樣的呢?


當時在衛星設計的過程中,曾有這樣的一個要求,就是我們的衛星要「上得去、抓得住、聽得到、看得見」,其中看得見就是要求衛星在運行的過程中,地面上的人能夠看得見這顆衛星。實現這一要求談何容易,要知道衛星運行在空間環境中,正常情況下是不可能被看見的。但為了完成任務,科研人員通過反覆實驗和論證,最終將不可能變成了可能。

(在空間環境中運行的,東方紅一號衛星示意圖)


他們想到了一個借光的辦法,就是讓末級火箭和衛星一起運行,並在末級火箭上安裝了一圈增加亮度的觀測裙,通過計算,觀測裙的亮度是可以被觀測到的,這樣地面上的人就可以通過先觀測到觀測裙,再確定衛星的位置。例如,戚發軔院士就曾說:「我親眼看過,應該很準確地說,首先你找到的是一個大的亮點,那不是衛星,那是第三級運載火箭上的觀測體,或者叫觀測裙,但是你仔細向觀測體的前面看,在前面一定的距離處有一個小的亮點,那就是衛星。」所以,當時有人說觀測到了衛星飛經我國上空是有可能的。


(火箭末級與東方紅一號衛星)

類似上面的這些情況還有很多,中國航天人在沒有條件的情況下,自己創造條件,最終完成了東方紅一號衛星從無到有的奇蹟。如今,50年過去了,中國早已將通信、氣象、測繪、導航等等各類衛星送入太空,它們在很多方面方便和改善著我們的生活。但我們不能忘記,在50多年前,有那麼一些人,在那樣的條件下,靠著吃苦、拼搏、付出的精神研製出了我國的第一顆人造地球衛星,他們的精神必將影響我們向更遠的深空邁進。

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  • 東方紅一號衛星沒有燃料,為什麼能飛整整50年,它會回歸地球嗎
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  • 失去動力50年,我國東方紅一號在軌運行,是一顆永不落衛星?
    而從第一顆衛星東方紅設計的時候,其實最開始的計劃是想要設計生存20天的壽命,而在經歷了升空之後,東方紅一號在太空依靠銀鋅電池工作了28天,還是比預期有些更多的成就,但是沒有能量的東方紅一號並沒有像人們最開始預期的那樣會墜落下來,反而是繼續在太空飛行了,真是一件神奇的事情。
  • 大型史詩電影《東方紅一號》即將開拍,由這個岑溪人編劇!
    大型史詩電影《東方紅一號》籌拍啟動!
  • 東方紅一號衛星沒有燃料,為什麼能飛整整50年,它會回歸地球嗎?
    東方紅一號衛星沒有燃料,為什麼還能飛整整50年?這部分功能的設計壽命是20天,當然為了達到這個目的,一般都會提供一定的餘量,所以最終東方紅一號衛星攜帶的燃料(也就是能量)最終讓這些功能運行了長達28天。當燃料耗盡後,東方紅一號衛星將無法執行相應的任務,但是它依然在一直「飛行」在它的軌道中。
  • 都關注天宮一號墜落,你知道48歲的東方紅一號衛星還在天上飛嗎?
    這就是中國第一顆人造地球衛星——東方紅一號。東方紅一號是1970年4月24日發射升空的,這樣算下來居然在太空中飛行了48年!遠遠超過了天宮一號!那麼為什麼早年的東方紅一號會始終在太空軌道上運行,而最近研製的更加先進的天宮一號試驗空間站卻要墜毀呢?其實原因很簡單。
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