东方红一号卫星的发展历程
1965655438+10月8日，钱学森建议将我国暂停的人造地球卫星重新发射并列入国家任务，得到了聂副总理的批准。1965年5月，周恩来总理指示中国科学院拿出1人造卫星的具体计划。负责整个卫星组的钱骥带领年轻的科学家和技术人员很快提出了一个初步计划。钱骥等人直接向周恩来总理汇报了这一计划。1965年9月，随着我国运载火箭技术的进步，中国科学院开始组建以赵九章为院长、代号为“651”的卫星设计院(公开名称为“科学仪器设计院”)，并将我国1卫星命名为东方红一号。自此，中国人造地球卫星的研制正式启动。
1965年10月20日至1165438年10月30日，召开中国1人造地球卫星总体方案论证会，最终确定东方红一号卫星为科学探测。东方红一号发射时间定在1970，成功标志即1人造地球卫星的总体要求是“能起来、能抓、能听、能看”。所谓“上”，就是首先要保证卫星飞上天空；“抓”是指卫星上天后，地面设备可以对其进行测控；“听得见”是指卫星想广播音乐，能被地面接收和听到；“看得见”是指卫星在轨时，地面上的人可以用肉眼直接看到，以此来启发人。
1967年初，中央正式确认中国1人造地球卫星将播放东方红的音乐，让全世界人民都能听到中国卫星的声音。4月1970日，搭载两颗东方红一号卫星和1长征一号运载火箭的专列抵达中国酒泉卫星发射场。4月2日下午，周恩来在人民大会堂听取了中国即将发射1卫星及其运载火箭的情况汇报。4月24日清晨，毛泽东总统批准了发射。
1970年4月24日21时35分，我国1人造地球卫星东方红一号由长征一号运载火箭从甘肃省酒泉卫星发射场发射升空，于21时48分进入预定轨道。东方红一号的具体任务是测量卫星本身的工作参数；检测空间环境参数；为我国卫星轨道测量和无线电遥测奠定技术基础。为了实现上述目标，满足这些要求，专家们经过反复论证，东方红一号由东方红的结构、温控、能源、音乐装置和短波遥测、跟踪、天线、姿态测量七个子系统组成。
卫星上的仪器舱配有电源、用于轨道测量的雷达转发器、雷达信标、遥测装置、电子乐音发生器和发射器、科学试验仪器等。东方红一号卫星直径只有1米。为了让地面“看得见”，技术人员将卫星外形设计成由72个多面体组成的球体。目的之一是让卫星在轨道上闪烁。因为卫星是自旋稳定的，旋转的时候会因为角度不同而有闪烁的效果，所以在地面上更容易观察到。但研究表明，由于卫星太小，即便如此，在恶劣天气下也看不到，因为卫星本身的亮度只有六颗星左右。于是，技术人员集思广益，想出了一个新方法:将三级固体火箭的“外衣”从圆锥形的“裙边”变成球形的“主体”，通过三级固体火箭的旋转运动和观测主体结构本身的拉伸运动，最终变成直径4米的桌子。换句话说，为了在地球上用肉眼看到卫星，在末级火箭上增加了一个“观测裙”，使末级火箭的亮度提高到2-3颗星，方便人们观看。具体做法是:
做一个大布气球(或“围裙”)，把三级火箭包起来。发射时不要松手，上天后再吹，这样可以拉伸到3米以上；同时，布气球还镀了一层铝，大面积反射太阳光。那样的话，视觉效果远大于1米，大大提高了观测亮度，可以看到。但是你肉眼看到的是气球，或者是带围裙的末级火箭，而不是卫星本身。气球起着导向作用。看到气球后，由于三级火箭与卫星同轨，速度轨道与卫星一前一后差不多，前后距离不远，很容易在附近发现东方红一号卫星。东方红一号发射后的第二天，应周恩来总理的要求，中国预测了东方红一号卫星飞越各国首都上空进行观测的时间，在当时引起了许多国家的强烈反响。卫星为72面体，直径约1m，质量1.73kg。采用自旋姿态稳定模式，转速1.20 rpm。姿态由太阳测角仪和红外地平仪确定。
东方红一号采用近球形72面设计外形，有以下考虑:
一是可以让卫星有更大的结构利用空间；二是将太阳能电池贴在平面上比贴在曲面上更方便可靠；第三，由于卫星采用自旋稳定模式，即卫星自旋轴相对于太阳的方位不断变化，在72面球面上粘贴太阳能电池可以方便太阳能电池均匀分布在不同的径向面上，使太阳能电池总输出随时变化不大，非常有利于整个卫星能源系统的设计(虽然由于卫星任务和技术方案的变化，太阳能电池最终没有粘贴在东方红一号上，但结构设计没有改变。此外，该设计方案已成功应用于我国第二颗人造卫星石坚一号上，外形与东方红一号相同，使用寿命超过8年)；第四，球形设计可以使卫星飞行时弹道截面基本不变，因此可以在卫星上不安装探测仪器的情况下，利用卫星的轨道测量和跟踪数据，反演计算卫星飞行高度处的大气密度值及其变化，从而获得更科学的数据。关于如何制作《东方红》的音乐声音，已经提出了几种方案。经过比较，决定采用可靠性高、工作寿命长、功耗低、音乐声音悦耳明亮的电子乐。至于东方红的音乐怎么送，已经提出了三种方案。最后经过研究，决定用1发射机交替发送东方红的音乐。但要让普通收音机直接听到东方红一号卫星的音乐，就需要在卫星上安装大功率发射机，但那样会让卫星重达1吨以上，对于当时中国火箭的运载能力来说是不可行的。所以是通过大型地面站接收，再通过电台广播来实现的。所以卫星发射后，全国人民听到的《东方红》的音乐，都是广播电台转播的卫星信号。设计人员曾计划将毛泽东的徽章布满东方红一号卫星，但后来在周恩来总理的指示下，这些徽章没有一起发射，以降低卫星的质量。
因为当时正处于“文革”的动乱中，播放东方红的音乐不仅是一项科研任务，更是一项政治任务，责任重大。如果卫星上天了，乐音变了或者不响了，这无疑是一个重大的政治问题，开发者可能会被捕入狱。在沉重的思想负担和精神压力下，卫星总体团队负责人何和音乐装置主设计师刘成喜冒着政治风险，开始了他们的技术探索，解决了音乐紊乱、变调等一系列问题。《东方红》的音乐最终由电子电路产生，模拟铝制钢琴的声音。1968上半年在重庆某厂生产了音乐器的第一批样机产品。因为当时生产订单不正常，产品中很多元器件都是焊接的。最后天堂的产品由上海科学仪器厂重新生产。
为了适应东方红一号卫星的研制要求，技术人员采用了铆接、阳极电解抛光、光亮铝件大面积镀金、铝件热处理等多项新技术，在刀具和设备上进行了多项创新，为完成东方红一号卫星任务提供了物质保障。
比如卫星蒙皮的阳极电抛光工艺，是在没有房子的露天进行的；没有容器，就铸造了三个大铝罐，在雪地里挖了一个洞，把铝罐放在上面，用柴火烧。阳极电解抛光实验就是在这样的条件下进行的。经过两个月上百次的测试，皮肤的发射率和吸收率终于达到了规定的技术指标。