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    50年前中国第一颗人造卫星成功发射 亲历者讲述
    时间:2020-05-02 21:27 来源: 作者:频道管理员

      原标题:50年前的今天,中国第一颗人造卫星成功发射 亲历者讲述幕后故事

      “651”工程风云录

      来源:北京青年报

    本文作者1965年元旦摄于北京本文作者1965年元旦摄于北京 作者手迹作者手迹 1969年8月,长征一号第三级火箭正在被吊进整流罩中1969年8月,长征一号第三级火箭正在被吊进整流罩中

      ◎詹奎

      今年4月24日,是东方红一号卫星发射成功50周年纪念日。50年前,向总理汇报,历经5个小时,聆听了总理的教诲,又亲见发射成功。每每回想起那奋斗的5年青春时光,回想起卫星成功入轨,遨游太空,向全世界播放《东方红》乐曲的情景,我依然心潮澎湃、激动不已。

      自动控制,火箭上的精准设计

      1965年初,我大学毕业分配到七机部一院工作。不久,在一院的大会上,七机部副部长钱学森宣布,聂帅的报告,主席圈阅了。

      这是指当年1月份,关于尽快全面规划中国人造地球卫星问题的报告。由此,“651”工程正式启动,将要研制发射的我国第一颗人造卫星命名为东方红一号,运载火箭则命名为长征一号(CZ-1)。我与一批同学有幸参与。

      我当时所在的十二所六室一组负责火箭上自动控制系统的综合设计。从方案论证、设计实验到发射成功全过程,我都参与了。

      长征一号火箭发动机的强大推力能使卫星达到至少7.9公里每秒的入轨速度,低于此速度,卫星是不能入轨的。通过火箭上的自动控制系统的精准控制,能使卫星具有正确的入轨方向,因为若方向不正确,即使速度达到了,仍不能入轨。运载火箭的神奇之处,就是能让卫星同时具备这两个条件,成为环绕地球飞行的人工天体。

      更具体点讲,控制系统的作用,一是在火箭发射起飞后,保证火箭沿设定轨迹稳定飞行,即使受到某些影响而稍有偏离也会及时感知并纠正;二是在火箭飞行途中,适时发出各种指令,让火箭上相关仪器及部件去执行,直至卫星已达到入轨条件时,发出“星箭分离”这最后一道指令,让卫星离开火箭独自去飞行。

      长征一号是一枚三级火箭,第一级、第二级在完成作用时,都先后脱离而掉到地面。第一级落在兰州西边约50公里处,第二级落在贵州境内。在预定落点不远处都有部队待命,准备回收,在贵阳机场还停了两架为此准备的飞机。

      送卫星最后一程的是第三级,它与卫星之间通过爆炸螺栓相连,接到分离指令后,爆炸螺栓内的火药起爆,使螺栓断裂、星箭分离。卫星连接处结构强度、火药爆炸力都是精心设计的,不会让卫星有毫发损伤。分离后,第三级的飞行速度稍小于卫星,所以会落后卫星越来越远,终于无人问津,还得到一个不光彩的名字——太空垃圾。

      运载火箭头部若不搭载卫星而装上炸弹,就成了导弹。装常规炸弹就叫常规导弹,若装上核弹,就是核导弹。研制CZ-1火箭同期,我还参与了当时最远射程弹道导弹东风4号(DF-4)的设计。

      说走就走,登上秘密专列奔赴基地

      1970年3月,“651”工程即将进入到酒泉基地的试验阶段。一天,我接到通知:带上图纸资料及日常生活用品,到南苑东高地(一院本部所在地)开会。赶到后,我才得知是要随专列出发去基地。

      这是一趟保密程度极高的军运专列,相关场地及设施都采取严密的安保措施,甚至开行命令都是派专人送达,没有用电信手段,以防泄密。列车上会有一个班战士负责警卫,列车运行途中铁路沿线还有战士站岗。沿线每一段铁路局的首席军代表(押运)随车到停靠站,与下一段铁路局的军代表交接。临时停靠客站时,车站都会采取戒严措施,旅客及无关人员不准入内。

      东高地的一院院内专列停车场提前由警卫部队检查并派重兵警卫。上车后,我关注了一下专列的情况。机车后面只挂7节车,除了装载火箭及卫星的几节安有铁轨的厢式货车、卧铺车及餐车外,还有一节上面只有两条铁轨的平板车,这是专门用来装卸火箭这样的大型物件的。装车前货车及平板车沿铁路线被推入总装车间,在这里,火箭已被分解成3节,分别固定在装有轮子的专用支架上,先用吊车吊起一节放到平板车铁轨上,再沿与其相连的货车铁轨推入货车并固定好,全部装好再运至专列停车场。专列带上平板车便于到达目的地卸车。

      乘车人员很少。有警卫班、军代表、技术人员和总装车间外厂组的几位师傅。这几位师傅相当于火箭和卫星的“保姆”,负责把它们从总装车间护送到基地,沿途还要对装运设备的车厢内部情况进行检查。有一位老师傅还兼职当炊事员,他做的肉末雪里蕻特好吃,只可惜他给得少,我没吃够过。

      水平测试,我发现了飘移数据的纰漏

      那时火车速度慢,经过几天几夜,专列才到达基地。

      这时,火箭及卫星就由基地接管了,一切检测及最后发射工作都由基地的官兵完成,而设计制造方在基地的代表一定会坚守在相关的现场,但并不去操纵设备,只在仪器设备或系统出了问题时,他们才会出面协助解决。

      基地先将星箭运到一部的一个厂房。在这里,火箭处于水平状态,也未加注燃料。然后就对各仪器及系统做全面详细的检测,并对能否向发射场转运作出评估。业内把这里称为水平阵地,也叫技术阵地,对火箭测试就叫水平测试。在发射场,火箭是垂直竖立的,那里叫发射阵地,也叫垂直阵地。

      在这个测试过程中,初期我就发现火箭第一、二级的级间分离线路有点问题。在一个陀螺仪测试时,又发现其中的飘移数据不正常,经查证是生产厂家调错了。问题很快由相关单位解决了。时任七机部军管会第一副主任杨国宇听到有关人员汇报后,在大会上对我进行了表扬。

      陀螺仪是火箭上对制造环境要求极高、制造工艺极复杂、造价昂贵的仪器。它是利用其惯性对火箭飞行进行“定位”的,即发射前就定了飞行方向和轨迹,还能测量飞行中偏离此“定位”的程度,以便及时纠正。若调错了飘移数据,会造成火箭飞行偏差,可想而知后果有多严重。

      我的大学同学张振河毕业后就分配在基地一部。他在星箭测试时任操纵员,由他在控制台上完成各种操作,对箭上控制系统进行检测。控制台上有个发射按钮,“发射”二字足见它的特殊和重要,不过在水平阵地按下它时,并不是真发射,只是对箭上控制系统进行最后一项测试——“模拟飞行”,以检查其在模拟飞行状态下的工作情况。

      昼夜兼程,在人民大会堂见到了周总理

      在完成水平阵地全部检测工作,将要转入发射场时,已到4月中旬。

      这时,周总理派一架伊尔-18大型飞机来基地接主要负责人及一线技术人员代表到北京向周总理领导的中央专委汇报。我受派参加了汇报小组。

      1970年4月14日下午,小组一行由国防科委副主任、酒泉基地司令员李福泽率领,飞抵北京南苑机场(此前,国防工办负责人粟裕乘该机由北京到基地视察138工程)。晚7时,我们进入人民大会堂北门,再向左拐到福建厅。与会人员很快在这里到齐。

      周总理听取汇报。在坐的还有李先念副总理、国家计委副主任余秋里、总政治部主任李德生、李福泽、七机部副部长钱学森及当时中央军委办事组的几位成员。

      汇报一开始,周总理按汇报人员名单点名,并一一询问年龄、毕业学校、什么地方人,第三个点到的就是我。我起立回答,心情有些紧张。从点名情况看,与会人员中,我是年龄最小的——那时,我还差一个月才年满30岁。

      作汇报的主要是“651”工程一院负责人任新民,汇报过程中涉及到的具体问题,就由相关的技术人员作答。我作答的是控制系统计算机可靠性问题。任新民还就此问题向总理作了简要说明,总理认可了。

      一院一部的同志提到火箭燃料中氧化剂和燃烧剂的混合比误差数据时,总理说,误差大了,要精益求精,要向陈中伟医生学习。陈中伟是上海完成断指再植手术的专家。

      在测试火箭第三级姿态控制系统时,控制姿态的喷管会突然喷气,测试的同志怕是漏气,设计方技术员虽作了解释,仍打消不了他们的疑虑,于是这个问题被提到汇报会上来。对此,钱学森说,这是非线性控制系统工作时的正常现象。简单一句话,明白易懂,加上他权威专家的身份,总理放心了,问题也就解决了。

      过载开关,让设计人员左右为难

      运载火箭系统非常复杂。发射时又加注了大量燃料,其中还有剧毒物质。如果发射失败,造成的严重后果是多方面的。一、有损国家声誉;二、掉下来有的东西可能还比较完整,能够识别,造成技术泄密;三、对人民生命财产造成损失;四、若发射失败,但离卫星入轨的条件差得不多,火箭第三级及卫星会飞很远才掉下来,掉在公海大洋没啥问题,若掉在外国,是友好国家还好办,若掉在有敌对情绪的国家,则成国际事件。

      这就要求精确计算,预判出各种可能,报政府(外事部门)做到心中有数,到时从容应对。相关人员为此,又采取了多种举措。

      一、合理选择航区。要了解火箭飞行轨迹下方一定范围地域(航区)的情况。选航区时,尽量避开城市、人口稠密区及重要地面设施。为此一院一部会派员持国务院及中央军委的介绍信到预定航区内调查。所到单位的规模、性质、作用及人员数量对他们不得保密。因看起来调查者身份并不高,但却拿着“通天”的介绍信,接待方往往很是惊讶。

      其实,基地选址就在人烟稀少处,这必定也是自然条件恶劣之地。如酒泉基地选在西北戈壁滩,太原基地在山西省岢岚县。

      二、在火箭上设爆炸装置,一旦火箭飞行失常,就使之起爆,让火箭在空中解体成碎块落到地面。这样掉下来的东西面目全非,避免技术泄密。且小块落地,即使有危害也小些。为实施爆破,设计了两套系统。一套是火箭上的自毁安全系统。当火箭飞行失常时,控制系统测得的火箭飞行数据会超标,此时自毁系统即启动爆炸装置。另一套是遥控安全系统,火箭上该系统的仪器对控制系统测得的火箭飞行数据进行采样并转换成无线电信号,通过火箭上的天线发往地面接收设备。地面人员一直关注着接收设备的显示,判断火箭飞行是否正常,发现不行,摁下相应按钮,发出指令到火箭上,启动爆炸装置。设计这两套系统是为保险,一套没起作用,还有一套。

      前苏联曾发生一次惨烈事故。一大型火箭发射试验时,火箭军司令涅杰林元帅不听现场指挥的提醒,发射时仍留在离火箭不远处而不愿撤离。他不走,一大批将校军官和技术人员也不便走。结果出了故障,火箭在发射台爆炸,他们全部葬身火海。据传是因自毁系统方案不合理引起的。我们的设计者则作了改进。

      不过,还有一个问题,让设计人员左右为难,就是过载开关的问题。假设火箭出故障,卫星不能正常入轨而往下掉,此时若播放《东方红》乐曲,显然会造成不好的政治影响。为此,火箭上设计安装了过载开关,以确保只在发射成功时才播放乐曲。但反过来想,装了过载开关,它自身出了故障,而其他一切正常,卫星准确入轨,却没有播放《东方红》乐曲,那就太可惜了。于是,过载开关就作为一个政治问题被提到汇报会上来了。总理表示,此事重大,要待中央政治局会议才能决定。

      汇报一直持续到午夜12点。结束后,汇报小组一行都住在总参海运仓招待所,等待中央的决定。我和任新民副院长就住在同一个套间里。

      16日深夜,汇报小组接到通知,中央政治局同意了发射方案,并决定“过载开关截断”(即不会因过载开关出故障而播不了乐曲)。17日凌晨4时,我们又乘总理派的专机由北京返回基地,钱学森也同机抵达基地。到达基地时,东方才刚泛鱼肚白。

      成功发射,《东方红》乐曲在太空奏响

      回基地后,星箭及相关工作人员即到发射场,紧张地进行发射前的最后准备工作。在这个过程中,上级又专门安排了一段时间让大家做事故预想,为的是把可能出现的问题都发现和解决在发射前,以确保发射成功。

      4月24日晚,我国第一颗卫星东方红一号发射成功,顺利入轨,发射过程完美!东方红一号卫星在大小、体重、性能等方面均大大超过前苏联和美国的第一颗卫星。他们的第一颗卫星虽然早若干年,但是小、轻,里面只装了一个小发报机,在天上只能发出简单的无线电报信号。

      卫星发射成功后,中央人民广播电台向全世界公布了卫星轨道的有关数据、卫星经过世界各主要城市上空的时间段及卫星播送《东方红》乐曲的无线电信号频率,以便人们收听《东方红》乐曲及观看飞行中的卫星。在浩渺无垠的太空中,“东方红一号”就是一颗移动的星星,晚上天气晴好时,参考中央台公布的数据,用肉眼很容易找到这颗闪亮的星。

      这次发射成功,对世界有着重大的政治影响,它还有更深层次的含意,那就是,我们有能力研制出把卫星送上天的火箭,也就会有威力更大、射程更远的新型导弹,它体现了我国诸多学科及工业部门当时的最新水平,更彰显了我们的国威和军威。

      星箭奇人,不放过一枚螺丝

      敢担起千钧之责

      “651”工程实施过程中,七机部军管会副主任杨国宇参与领导了星箭研制试验工作,起了重要作用。我在北京火箭总装车间及基地见过他很多次。他一口四川口音,圆脸,较胖,神态和蔼,甚至有点可爱。我们几个年轻人私下还给他起了个外号——火神爷。

      一次在火箭总装车间,杨国宇现场督促寻找一个小零件,甚至把发动机都吊起来找。因为火箭生产过程中管理十分严格,哪怕是一个螺丝,都是先按工艺要求备定,再由负责操作的工人领取并严格登记:领取人、螺丝的型号、规格、数量等。工作完成后,部件应该是不多不少。多了,说明有漏装,少了,就是落掉了。掉在哪?若掉在火箭内部某处甚至卡在哪呢?推力强大的火箭发动机工作时振动很强,这时漏装处会更松动,掉在里面的螺丝可能活动起来……这太危险了,甚至可能导致发射失败,决不会被允许。所以杨国宇会亲临现场监督。

      当年我还听说了杨国宇的另一件事。

      在“651”工程实施过程中,有些人认为应该先进行CZ-1火箭的单独(即不搭载卫星)飞行试验。若成功,CZ-1火箭就经过了实践检验,质量可靠,能用于发射卫星。但杨国宇认为,当时星箭设备生产条件非常困难,好不容易生产出来,数量有限。如果先作火箭的单独飞行试验,若不挑一套性能最好的用,万一试验失败了,还敢接着就放卫星吗?肯定要挑最好的上呀!但最好的先用了,即使成功了,剩下的设备质量就不是最好的了,用它来放卫星还放心吗?所以杨国宇认为,先不做火箭的单独飞行试验,而是从现有设备中挑一套质量最好的上,让CZ-1火箭的首次飞行就是放卫星。两种意见争论相当激烈,最后是杨拍板按自己的意见办的。

      后来的实践证明,杨国宇的决定是非常正确的。因为1971年3月3日仍是用CZ-1型火箭发射的我国第一颗科学实验卫星实践一号(它是我国卫星家族中的老二,东方红一号是老大)。发射时,我就在地下控制室内,坐在操纵员的左手边。这次虽然也成功了,但没有做到东方红一号那样完美。本版供图/詹奎

      作者简介:

      詹奎,1940年5月生,安徽太湖人。1959年8月考入军事电信工程学院(西军电),1965年2月分配到七机部一院十二所工作,参与长征一号火箭(CZ-1)、东风四号(DF-4)导弹控制系统设计,亲历我国第一颗人造卫星“东方红一号”、第二颗人造卫星“实践一号”发射全过程。1972年调离七机部,担任长途载波通信工程师。1982年后担任高中物理高级教师,2000年退休。

    责任编辑:张迪

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