半個世紀前,1970年4月24日的晚上,中國第一顆人造衛星的「發射」口令下達。遍布全國的測控網開始陸續接收到火箭上的遙測信號,地面觀測站的工作人員一直在緊張地監聽著衛星。通信線路中「跟蹤正常」「信號正常」的報告不斷,運載火箭運行的很順利……終於,監聽系統中傳來了來自太空的中國之聲——東方紅。
星箭分離,我國衛星成功入軌。就此,中國正式達成「兩彈一星」的輝煌成就。
為紀念「東方紅一號」這一中國航天事業裡程碑,2016年,將每年的4月24日設立為「中國航天日」。今天已經是第五個「中國航天日」,同時也是「東方紅一號」——中國第一顆自主研發衛星成功發射50周年的紀念日。希望我們後輩「弘揚航天精神 銘記歷史,擁抱星辰大海
「東方紅一號」在太空中堅持運行了28天,最終因為電池電量耗盡,完成了它的歷史使命。不過,它所處的軌道較高,大氣阻力很小,軌道衰減很慢,如今依舊在地球軌道上運行著。見證著中國這50年內每一次的火箭升空!
發射人造地球衛星是一項龐大而複雜的系統工程,涉及研製、生產、發射、測控在內的眾多領域。「現在看簡單,但那個年代的工業水平、科技水平條件下,是需要很多的努力和付出才能做到的。
而且衛星還必須達到國家提出的4項技術要求,即「上得去、抓得住、聽得著、看得見」。為了完成這項艱巨的任務,科研人員開始了追逐夢想的艱難探索。
「上得去、抓得住、聽得著、看得見」,寥寥12字概括了東方紅一號衛星的總體技術方案和目標,也概括了技術的難度。
首先考慮的,是能否「上得去」。隨著設計方案的不斷修改,東方紅一號衛星的重量從起初的150公斤增加到173公斤,遠超世界前4顆衛星的總和。要把這麼重的衛星送入太空,難度可想而知。按照計劃,東方紅一號衛星要在近地點400多千米、遠地點2300多千米的橢圓軌道上運行。想把衛星準確送入軌道,負責搭載衛星的運載火箭必須擁有強大的推進能力。
專家們提出了一個「兩結合」方案:用中遠程飛彈作為第一級和第二級,利用探空火箭技術研製第三級。通過這三級的連續傳遞,將衛星送入預定軌道。在火箭技術人員的帶領下,最終實現了飛彈技術和探空火箭技術的完美結合,解決了「上得去」的難題。
想在地面上「抓得住」衛星,就要時刻掌握衛星在太空中的位置,這需要計算出衛星與地面的距離。對比幾種方案後,專家們決定利用都卜勒原理——根據無線電波頻率的變化測出速度,進而測出距離。而這個解決方案卻需要一個特殊的方程式,這對當時的中國科學家來說是一道難題。
對此,東方紅一號衛星研製人員轉變設計思路,重建衛星測軌方程式,破解了衛星測軌方程式的謎題,最終使衛星在太空中的位置可以被隨時監測到。
接下來,人們將目光集中在了「聽得著」和「看得見」。
要讓衛星在太空奏響《東方紅》樂曲,這在當時具有很高難度。研製人員以高穩定度的6個音源振蕩器代替「音鍵」,用程控線路產生的節拍來控制發音,經過上百次試驗,終於確保東方紅一號奏出了《東方紅》。
要讓普通收音機接收到衛星傳來的樂曲,大家提出了「接力」的辦法。「我們在地面上直接聽不到東方紅一號衛星播放的樂曲,需要通過衛星的天線發送、地面站的接收,再由電臺轉播。
最後一道難關就是「看得見」。要想用肉眼就能看到太空中運行的衛星,它的亮度必須要從七等星上升到四等星。不僅如此,由於東方紅一號衛星的直徑僅有1米,也讓「看得見」更加困難。最終,研製人員從摺疊傘收縮打開的特點中找到靈感,決定在運載火箭的第三級上安裝一個由高反光亮度的材料製成的、可以在太空中撐開的「觀測體」。由於這個「觀測體」體積巨大,反光亮度極高,人們就可以直接觀察到。
解決了上得去、抓得住、聽得著、看得見的難題,離衛星發射登天之路還有一個繞不開的問題,那就是衛星必須經受住太空極端溫度變化的考驗。
太空中,衛星向陽一面溫度可高達100多攝氏度,背陽一面的溫度則能降到零下100多攝氏度,如何讓衛星在太空中保持正常「體溫」,是世界公認的難題。
我國技術人員研製出了一套完整的溫控系統來平衡衛星內部的溫度,但系統正常運轉需要耗費大量的電力,而衛星攜帶的電量很有限。最後,科研人員想出了一個溫控系統零耗電方案:利用其他儀器在工作時產生的熱量,幫助衛星控制溫度,巧妙解決了耗電大的難題。
通過堅持自力更生、艱苦奮鬥,我們攻克了一個個不可能,終於將東方紅一號衛星成功送上太空
東方紅一號衛星的成功發射,是20世紀震撼世界的重大事件,它宣告著一個東方航天大國的崛起。成為中華民族科技強國戰略的重要標誌,載入了中華民族偉大復興的史冊。
厲害了我的國!厲害了中國航天夢!