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中国航天事业的先行者奠基者

2023-06-13宋泽滨董鸿波

中华魂 2023年6期
关键词:返回式火箭研制

宋泽滨 董鸿波

在2022年9月1日全国各地中小学开学之际,“给孩子们的大师讲堂”如期而至。该节目的第99集,由101岁的“两弹一星”功勋奖章获得者王希季院士给学生开讲。王希季院士在课中提到,早在西南联大求学期间,就坚定“我就是想做一個人杰”的志向,“能够为抗战出力,能够为建设出力,能够为中华民族伟大的复兴出力,能够为富国强军出力”。王希季一直践行着这一铮铮誓言,为中国航天事业从无到有、从小到大、从弱到强而不懈奋斗并作出了重大贡献。

一、“有毛主席这个评价就够了”

1958年8月,在毛泽东主席发出“我们也要搞人造卫星”伟大号召3个月后,中国科学院根据聂荣臻副总理指示,把研制、发射人造卫星作为当年的头号任务,成立了以钱学森为组长、赵九章和卫一清为副组长的“581”领导小组,同时成立了由力学所副所长郭永怀任院长的卫星和运载火箭总体设计院(代号1001设计院)等3个设计院。同年11月,1001设计院迁往上海,更名为中国科学院上海机电设计院。当月,时任交通大学工程力学系副主任、副教授的王希季,被上级点名调到设计院担任技术负责人、总工程师。37岁的王希季,正值人生的鼎盛之年,从此改行从事火箭设计工作,进入一个全新的技术领域,成为中国火箭事业的开拓者。

首次发射成功。王希季率领团队最先设计的火箭,是相对较简单和较小的无控制的T-7探空火箭。为了给T-7打好基础,1959年9月,王希季他们开始研制T-7M即T-7的模型火箭。T-7M火箭是由硝酸和苯胺自燃液体主火箭和固体燃料助推器串联起来的两级无控制火箭,火箭的起飞重量190公斤,总长度为5345毫米,主火箭推力226公斤,飞行高度8至10公里。这枚火箭,从方案确定到发射试验,仅仅用了3个月的时间。

T-7M火箭承载着中国火箭事业的希望,王希季他们是在条件非常简陋的情况下取得成功的。火箭发动机推进剂供应系统的试验设备,安装在单位一个厕所隔出来的不到5平方米的小天井里,他们就在这狭小而又有气味的地方进行液流试验,获取数据。由于条件所限,在火箭发射试验时的一些辅助设备,用的都是代用品。他们的试验甚至是原始的工作方式:火箭是用类似于中国古老的辘轳的绞车代替吊车绞上发射架;加注燃料是用自行车的打气筒作为加压设备打进去;试验场的通信联络用的是手势或用人叫喊的方式进行;火箭的遥测定向靠几个人用手转动天线跟踪;距发射架百米左右的指挥所,是在田埂上用砂土包垒成防护墙的草棚。在这样“土”和简陋的条件下,王希季率领团队硬是把火箭发射成功了,把飞行高度测算出来了。

1960年2月19日,在位于上海老港的T-7M发射场上,中国第一枚自己设计研制的探空火箭在20米高的发射架上点火升空。当助推器工作完毕后,主火箭在空中自动点火,主火箭的箭头、箭体在弹道顶点附近自动分离,分离后的箭头、箭体分别用降落伞进行回收。中国第一枚火箭发射成功了!这枚中国人自己设计研制的液体推进剂火箭,使中国在走出地球、奔向太空的征程上迈出了关键的第一步。这是一枚真正具有工程应用性质的探空火箭,开创了中国人制造运载火箭的新纪元。

任务深化拓展。T-7M成功后,王希季带领队伍不断进行拓展,先后成功研制了气象火箭、生物火箭、核试验取样火箭,还有为运载火箭、卫星进行相关性能试验用的火箭,为中国火箭事业做了大量开创性的工作。

1966年7月发射的2枚T-7A火箭,分别把雄性狗小豹和雌性狗姗姗送到海拔68至70公里的高空,试验生物经受飞行过程中超重、失重、冲击、振动、噪声等综合因素的考验,两只狗随箭头乘降落伞活着回到了地面。鉴此,T-7A(S1)火箭和T-7A(S2)火箭作为重大科技成果受到1978年召开的全国科学大会的表彰。王希季主持研制的和平三号(代号HP-3)火箭取样系统,在中国1967年6月17日成功进行的第一次氢弹爆炸试验中执行了取样任务。挺进一号甲(代号TJ-1A)火箭取样系统,成功地完成了1976年11月进行的核爆炸试验取样任务。王希季负责研制的探空七号甲研究V型【代号T-7A(Ys)】火箭和探空七号甲研究VI型【代号T-7A(Ye)】火箭,分别进行了中国第一种运载火箭——长征一号火箭(代号CZ-1)第三级固体发动机点火系统的高空性能试验、中国第一种返回式遥感卫星(代号FSW-0)中的红外地平扫描仪和摄影胶片的高空性能试验,为我国第一枚运载火箭和第一颗返回式卫星的成功作出重要贡献。

“八公里也了不起”。中国的探空火箭事业,得到了党和国家领导人的高度关注。王希季率领团队做出T-5火箭样品后,1959年12月,刘少奇、邓小平和陈毅等在上海饶有兴趣地参观了T-5火箭。1960年4月18日夜,国务院副总理聂荣臻、中国科学院副院长张劲夫和国防部五院副院长、中国科学院力学所所长钱学森一行,冒着连绵的春雨赶到上海江湾,视察T-7火箭主发动机热试车。聂荣臻对这次试车的成功当场祝贺;钱学森即席发表感想:中国人不比美国人差,我们在美国初期干的时候,也和这次差不多,中国人不必自卑。

T-7M火箭发射成功3个多月后,毛泽东主席来到上海科学技术成果展览现场,参观了这枚火箭。《毛泽东年谱》记载:1960年5月28日晚上,毛泽东在上海文艺会堂参观上海科学技术成果展览,“观看了我国一九六○年二月十九日在上海发射成功的第一枚小型探空火箭的模型。得知这枚火箭的射程高度为八公里时,毛泽东说‘不算太低,亦不算高,鼓励科研人员要从八公里到二十公里、二百公里地搞上去”。曾任中国科学院新技术局局长的谷羽1989年撰文,披露毛泽东还意味深长地说:“八公里也了不起!”毛泽东的这次视察活动,对正在研制生产中国人自己的火箭、导弹,争取早日用于维护祖国的安全的航天人,既有肯定、赞誉,又有鼓舞、鞭策。

在2005年播出的一次采访中,王希季欣慰地说:有毛主席这个评价就够了。“他这‘了不起三个字,我们的理解和其他人的理解不一样。我们的理解就是说,你能够把这个上天的道路找出来。”王希季说,中国航天就是“从这条路子开始的”,包括卫星的有些技术、生物火箭、取样火箭,最后都是用探空火箭先做试验的。“没有这条路子,要做起来也很难。”这是我们所能听到的对毛泽东主席参观探空火箭所作评价理解最为深刻、阐发最为精当的一种解读。毛泽东不是简单地对一枚刚刚飞行8公里火箭的评价,而是对找到中国航天发展正确道路的肯定,是对中国航天人自力更生精神的一种肯定。

二、“中央表彰长征一号,我非常欣慰”

1965年8月9日,周恩来主持召开中央专委第十三次会议,原则批准我国第一颗人造卫星的规划方案,争取1970年左右发射。会议明确分工:中国科学院负责人造卫星本体和地面跟踪测量系统,七机部负责运载火箭的研制。研制运载火箭的任务,就落到了刚刚从上海搬迁到北京不久的七机部第八设计院。担任总工程师的王希季,受命主持中国第一种运载火箭(后被命名为长征一号,代号CZ-1)的总体方案论证。

设计总体方案。根据中科院651卫星设计院提出的我国第一颗卫星对运载火箭的要求,王希季提出要从中国的国情实际出发进行CZ-1火箭总体方案论证工作。在分析我国导弹及探空火箭技术发展情况的基础上,王希季创造性地把探空火箭技术和导弹技术结合起来,把液体与固体推进劑火箭组合起来,提出以七机部第一研究院正在研制的中远程液体导弹(由两级火箭组成)为基础,加上以七机部第四研究院规划研制的固体发动机作动力装置的第三级火箭,组成CZ-1火箭的总体技术方案。

这一方案,把长征一号运载工程系统的关键技术浓缩到第三级固体火箭发动机和自旋稳定控制两个大项目上,不仅充分利用了国内资源,而且在很大程度上缓减了工程研制的难度,又没有影响到其他型号任务进展。1965年10月至11月,在国防科工委委托中国科学院召开的“651”会议上,一致认为七机部八院提交的《我国第一颗人造卫星运载工具方案设想(草案)》可行。正是有了这样一个自主创新的、切实可行的工程总体方案,为长征一号运载火箭的研制工作打下了良好的基础,使长征一号的自主创新工作能按计划程序有条不紊地进行。

贡献杰出智慧。1967年11月,根据国防科工委对国防科研任务分工的原则和决定,七机部八院将CZ-1火箭总体设计工作转交给七机部一院。此时,王希季已带领研制人员完成了总体方案设计,攻克了第三级火箭起旋方案、火箭飞行程序设计等关键技术问题,完成了末级火箭总体设计等大量设计、计算工作,为CZ-1火箭研制成功奠定了坚实的基础。

此后,八院尽管不再承担CZ-1火箭的总体设计任务,但在王希季的领导下仍为CZ-1火箭做了许多具体工作:一是负责研制了CZ-1火箭滑行段(即第二级火箭发动机熄火到末级火箭发动机点火之间的惯性飞行段)的姿态控制系统;二是完成了末级火箭观测裙系统的研制任务,提高了末级火箭的亮度,使地面上的公众通过肉眼看到末级火箭而间接地看到卫星;三是负责进行了CZ-1火箭第三级固体发动机点火系统的高空性能试验,用T-7A火箭上加一级四院的试验固体火箭,在箭头上装设了长征一号第三级火箭的点火装置,解决了固体火箭在几十公里和320公里的高度均能可靠点火难题。通过王希季率领团队的不懈努力,长征一号火箭所有的技术难关、技术问题,最困难的问题基本都已解决,在工程上已经到初样快结束的程度。这是一个关口,这个关口突破以后的路,走起来就平坦了。

1970年4月24日,长征一号火箭把东方红一号卫星送入太空之时,王希季和战友们感到非常欣慰。中国成为继苏联、美国、法国和日本之后,世界上第五个拥有航天器和航天运载器的国家,我国一举成为世界航天之国。

荣获“功勋奖章”。当我国第一颗卫星发射成功之时,王希季正奋战在返回式卫星研制战场。直到1999年党中央表彰“两弹一星”科技专家时,人们才知晓了王希季对中国第一颗人造卫星发射成功作出的贡献。是的,在为长征火箭做了大量设计工作之后,却把研制任务移交给了他人,使王希季错过了在基地主持发射的荣光时刻,未能享受到党和国家领导人亲切接见的热烈场面。

当获得功勋奖章后有记者问“有没有遗憾”时,王希季只是淡淡地回答说:没有什么遗憾。王希季说,很长很长时间没有人提到我为长征一号做了什么工作,恰恰在这一次“两弹一星”的表彰中长征一号工作占相当分量。这使我感觉到非常欣慰,党和人民给我这么高的荣誉,我没有想到过。非常感谢!王希季认为,任务移交后,只要接收的人能够按客观规律去做就可以做好,是因为国家需要我们这样做。

王希季对东方红一号卫星发射成功的历史意义,有着自己独到的见解。他说:“成功的意义不能低估。我们国家必须要有威慑力量。‘两弹是威慑力量,卫星也是威慑力量,所以叫‘两弹一星。有了威慑力量,我们国家才能争取到那么长时间的和平,别人才能尊重我们,按《孙子兵法》说就是‘不战而屈人之兵,善之善者也,可以说是最高的境界。”此言一出,令人振聋发聩!试想,如果没有上个世纪60年代以来创造的“两弹一星”,中国能有今天这样的国际地位吗?能有今天这样的国家形象吗?人民能享受到这样的和平环境吗?

三、“叶剑英元帅表扬返回式卫星有功”

王希季是我国返回式卫星技术的开拓者和奠基人,带领团队先后研制并发射了五种型号(代号FSW-0,FSW-1,FSW-2,FSW-3,FSW-4)的返回式卫星以及实践8号育种卫星等,攻克了返回式卫星的总体设计、制造、防热、大型试验、卫星发射、跟踪测控和卫星回收等各种关键技术,使我国一跃进入世界掌握卫星返回技术的国家行列。王希季指出:“一个国家如果不发展和掌握回收技术,它在航天活动的很多方面就会受到限制,也就很难成为航天强国。”

领衔返回式卫星。与我国第一颗人造卫星相比,返回式卫星要跨上三大台阶:一是重量从百千克级提高一个数量级到千千克级;二是功能从技术和科学试验跨越到遥感应用;三是从不返回到返回,这也是最大最难的跨越。由于采用方案可信赖程度高和关键技术有突破,使得研制工作进行得相对顺利。返回式卫星的回收系统,经过58次空投试验,反复改进完成了正样研制阶段,送交总装和参加发射。

从1968年开始,王希季率领团队对FSW-0遥感卫星展开理论与试验研究,在卫星返回舱外形、飞行稳定性、返回轨道以及气动加热等方面都取得重大进展。我国第一颗返回式卫星设计重约1.5吨,在近地點173公里、远地点483公里的轨道上运行,绕地球一周为91分钟。卫星由结构、温控、摄影、姿控、程控、遥测、遥控、跟踪、返回、天线与供配电共11个分系统组成,包括仪器舱和返回舱两个舱段。仪器舱由舱体、地物与星空相机、卫星姿控、程控与跟踪等系统组成;返回舱由舱体、起旋与消旋装置、制动火箭、回收系统、跟踪与遥测设备、暗道片盒等组成。首次投产就研制了4颗,并用4次发射完成了党和国家交给的全部任务。

王希季评价返回式卫星的意义时说:“从开发利用空间资源的角度看,返回式航天器在其中起着先锋和带头的作用。”第一颗返回式卫星是我国第一颗应用卫星,在推动我国航天事业发展中发挥了十分重要的作用。

“一号卫星有功”。1970年6月5日,周恩来总理主持中央专委会议,宣布返回式遥感卫星、运载火箭为国家重点工程项目,批准在京津地区开展返回式遥感卫星(代号705工程)大会战。1972年9月,周恩来和朱德、董必武、叶剑英、李先念等来到长征二号运载火箭总装厂,并在现场观看了返回式卫星产品。周恩来总理还嘱咐说:“大家要团结起来,反对派性,把精力全部集中到科研生产上,争取这两枚运载火箭比上次打得更好,为党为国争光!”

1975年11月26日,中国第一颗返回式卫星成功发射,在天上运行3天后的11月29日,完成预定任务成功返回地面。我国第一颗返回式卫星装载60kg胶片,地物相机拍摄到清晰的地物照片。这一成就,使中国成为继美国和苏联之后,世界上第三个掌握卫星返回技术和航天光学遥感技术的国家。

毛泽东主席对返回式卫星的研制工作非常关心,亲自批准了这颗卫星的发射。卫星发射成功后,毛泽东主席虽然卧病在床,但仍然高兴地阅看了这次试验获取的中国首次从太空得到的遥感图片,并在图片上留下了自己的笔迹,还亲自修改了关于返回式卫星发射成功的新闻公报。之后不久的1976年5月,毛泽东又批准了继续进行返回式卫星飞行试验的计划。

接替周恩来总理任中央专委主任的叶剑英元帅阅看了拍回的照片后,曾表扬说:“一号卫星有功”。对此,王希季在接受记者采访时非常感慨:“说返回式一号卫星有功,它功在哪里呢?就是返回式卫星成为了‘两弹一星的组成部分。有了‘两弹一星,敌人就不敢打我们,争取到直到现在的和平的大环境,使我国能够顺利地发展。” “可返回型卫星及东方红一号卫星”作为一个项目,荣获1985年首次评选的国家科技进步奖特等奖。

王希季曾经说:“我希望我们中国,发展航天不要走弯路,走比较直的路。”他百余年的人生,有近70年时间是在中国航天道路探索、跋涉,在寻找较为平坦的路;中国航天事业,就是在王希季等老一辈航天先行者奠定的基础上扎实推进着;如今,中国航天人正按照党的二十大的战略部署,进一步加快航天强国建设步伐,为实现中国式现代化、实现中华民族伟大复兴而勇毅前行!

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