在轨道上飞行50年开启了太空飞行的新时代。
从第一颗人造卫星到三星火箭,从无人试验飞船到航天员出舱活动,从探测器绕月飞行到月球背面软着陆,中国航天事业正大步走向世界前列。2020年,北斗三号有望实现全球组网,将火星探测提上日程,中国人正在认识和探索太空的征程中凝聚力量向更高的目标前进。
图为1970年初,科研人员在厂房内测试东方红一号卫星。照片由美国国家航空航天局提供
1970年4月24日,中国第一枚运载火箭长征一号搭载中国第一颗人造地球卫星东方红一号成功发射,迎来了中国航天史上的又一个里程碑,而这也是中国航天日的由来。今天,在第五个中国航天日到来之际,让我们一起回顾东方红一号研制发射的历史,回顾中国航天事业从无到有的发展历程,铭记和弘扬亘古不变的航天精神。
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4月24日,第五个中国航天日。这一天也是中国第一颗人造地球卫星东方红一号进入太空50周年。
1970年4月24日,在酒泉卫星发射中心,东方红一号卫星伴随着中国第一枚运载火箭长征一号的轰鸣声,遨游太空。中国从此成为世界上第五个自主研制并发射人造卫星的国家,中国人从此敲开了浩瀚宇宙的大门。
时至今日,东方红一号卫星仍在绕地球飞行。晴天的时候,很多天文爱好者也会拍下这颗卫星掠过祖国上空的照片。这些照片承载的是一个难忘而永恒的故事。
集中科研力量
登上太空舞台
5月,在中国共产党第八届全国代表大会第二次会议上,毛泽东主席发出了“我们也要造卫星”的号召。
“这一号召宣告了中华民族有信心、有勇气登上航天活动的舞台。”时任东方红一号卫星总体设计组副组长的潘厚仁回忆说。
1967年,我国命名了第一颗卫星东方红一号和第一枚运载火箭长征一号。东方红一号卫星是一颗科学探测实验卫星。它具有类似球体的72面形状,直径为1 m,重量为150 kg。计划在1970左右推出。这颗卫星的任务是为中国未来发展对地观测、通信广播、天气预报等各种应用卫星奠定技术和实践基础。
1968年2月20日,中国空间技术研究院正式成立,钱学森任院长,东方红一号卫星由中国空间技术研究院研制。
发射人造地球卫星是一项庞大而复杂的系统工程,涉及科研、生产、发射、测控等多个领域。“现在很简单,但是工业水平和那个时代的科技水平有差距。”奉命领导卫星研制的孙家栋这样描述。
随着设计方案的不断修改,东方红一号卫星的重量从最初的150kg增加到173kg,远超世界前四颗卫星的总和。很难把这么重的卫星送入太空。时任东方红一号卫星技术总监之一的齐发仁说,卫星还必须满足国家提出的四项技术要求,即“能爬、能抓、能听、能看”。
为了完成这项艰巨的任务,研究人员开始了艰难的探索,去追逐他们的梦想。
克服困难
完成四大目标
“起来、抓、听、看”,12的几句话概括了东方红一号卫星的总体技术方案和目标,也概括了技术难度。
首先考虑的是能不能“起来”。按照计划,东方红一号卫星将运行在近地点400多公里、远地点2300多公里的椭圆轨道上。为了将卫星准确送入轨道,负责运载卫星的运载火箭必须具备强大的推进能力。
专家提出了“两结合”方案:用中远程导弹作为第一、二级,用探空火箭技术研制第三级。通过这三级的不断传输,将卫星送入预定轨道。在当时火箭技术负责人任新民的带领下,运载火箭正式进入研制阶段,最终实现了导弹技术和探空火箭技术的完美结合,解决了“起来就走”的问题,让“航天的舞台有运载火箭的能力那么大”这句话广为流传。
要想在地面上“抓住”一颗卫星,就必须时刻掌握它在空间中的位置,这就需要计算卫星与地面的距离。专家们比较了几种方案后,决定采用多普勒原理——根据无线电波频率的变化来测量速度,进而测量距离。但是,这个解需要一个特殊的方程,这对于当时中国的科学家来说是一个难题。
对此,东方红一号卫星的科研人员改变了设计思路,重构了卫星测轨方程,解决了卫星测轨方程的难题,使卫星在空间的位置可以随时监控。
接下来,人们把注意力集中在“听”和“看”上。
当时卫星在太空播放东方红的音乐是非常困难的。研制人员将“琴键”换成了6个稳定性很高的音源振荡器,用程控电路产生的节拍控制发音。经过上百次测试,最终确保东方红一号打出“东方红”。
东方红一号卫星总体组成员胡提到,为了让普通收音机接收到卫星传来的音乐,大家提出了“接力”的办法。“我们无法直接在地面上听到东方红一号卫星播放的音乐。我们需要通过卫星天线发送,在地面站接收,然后通过电台广播。”齐发仁回忆道。
最后一个难点是“看”。如果你想用肉眼看到卫星在太空中运行,它的亮度必须从第七颗星上升到第四颗星。不仅如此,东方红一号卫星的直径只有1米,更难“看见”。最后,研制人员从折叠伞的特性中找到灵感,决定在运载火箭第三级安装一个由高反射亮度材料制成的“观测器”,可以在太空中打开。因为这个“观测者”体积巨大,反射亮度极高,人们可以直接观测到。
解决世界问题
创建新记录
上天的路上还有一个无法回避的问题,那就是卫星必须经受住太空极端温度变化的考验。
在太空中,卫星向阳面的温度可高达100摄氏度,而背面的温度可降至-100摄氏度。如何在太空中保持卫星的正常“体温”,是世界公认的难题。
技术人员开发了一套完整的温度控制系统来平衡卫星内部的温度,但系统的正常运行需要大量的电力,卫星携带的电力非常有限。最后,科研人员想出了温控系统零功耗方案:利用其他仪器工作时产生的热量帮助卫星控制温度,巧妙地解决了高功耗问题。
克服各种困难,成功完成了卫星和运载火箭的研制。
经过四天四夜的跋涉,1970年2月,东方红一号卫星和长征一号运载火箭运抵酒泉卫星发射中心。
1970年4月24日,发射进入倒计时负8小时,突如其来的“测控信号不稳定”的消息让现场的技术人员再次紧张起来。
干扰信号从何而来?人们把问题的源头锁定在卫星和火箭的连接处。为了满足控温要求,火箭与卫星连接处的仪器周围包裹了一层镀铝薄膜,由于固定不当而抖动,导致信号不稳定。固定后,问题得到解决。这时,天上的乌云消失了,阳光照射在运载火箭的车体上,起飞的时刻终于到来了。
准确进入预定地球轨道的东方红一号卫星已在轨运行24天,不仅顺利通过了太空极端环境的考验,还成功实现了“上得去、抓得住、听得见、看得见”的要求。由于东方红一号的重量超过了前四国首批卫星的总和,也创下了人类航天史上的新纪录。
“通过坚持自力更生和艰苦奋斗,我们克服了所有的不可能,最终成功地将东方红一号卫星送入了太空。”齐发仁说。
东方红一号卫星的成功发射是20世纪震惊世界的重大事件,它宣告了一个东方航天大国的崛起。东方红一号卫星与核弹、导弹并称为“两弹一星”,成为科技强国战略的重要标志,被载入中华民族伟大复兴的史册。
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本文来源:深空游戏编辑:匿名王者之心2点击试玩