杭添仁

1957年10月4日，苏联研制的世界第一颗人造地球卫星顺利升空，拉开了人类航天时代的序幕，在全世界产生了重要影响。

对此，中国科学院经过研究后决定抓紧做两项工作：一是起草中国第一个卫星规划，二是做出了中国第一个卫星模型。接着，中国科学院党组还把卫星研制列为中国科学院1958年第一项重大任务，代号是“581”，其意为1958年的第一号重大任务，并秘密成立了专门研究卫星的581研究组，组长是钱学森，赵九章任副组长。该研究组只用两个多月的时间就完成了运载火箭结构的初步设计和载有多种高空环境探测仪器及动物舱的两种探空火箭头部模型。

经过国家领导人的部署，在中国运载火箭技术取得一定进展的情况下，1965年9月，中国科学院开始组建由赵九章任院长、代号叫“651”的卫星设计院（公开名称为科学仪器设计院），并把中国第一颗卫星命名为东方红一号。从此，中国人造地球卫星的研制工作正式开始。

东方红一号卫星的发射时间定在1970年，发射成功的标志，即总体要求是“上得去，抓得住，听得到，看得见”。所谓“上得去”就是首先要保证卫星飞上天;“抓得住”就是卫星上天以后地面设备能对卫星实施测控;“听得到”就是卫星要播送音乐，且可被地面接收和听到;“看得见”就是卫星在轨飞行时能让地面上的人用肉眼直接看得见，以便鼓舞人心。为此，技术人员后来想了不少办法，攻克技术难关。

看得见：

给卫星穿了一条大裙子

东方红一号卫星直径只有1米，为了使地面上的人“看得见”，技术人员把卫星外形设计成由72面体组成的一个球体，目的之一是使卫星在轨运行时能闪光，因为该卫星是采用自旋稳定方式稳定，所以当它转起来以后，由于角度不同，就会产生一闪一闪的效果，这样在地面就比较容易观测到。但研究表明，由于卫星太小，即使这样，在天气不好时仍看不见卫星，因为实际上卫星本体的亮度只有6等星左右。所以，技术人员集思广益又想出一个新办法：把第三级固体火箭的“外衣”由锥形的“裙”变成球状的“体”，通过第三级固体火箭的旋转运动和观察体结构自身的伸展运动，最终成为4米直径的球台。换句话说就是，为了在地球上用肉眼看见卫星，在末级火箭上加上“观测裙”，使末级火箭的亮度提高为2～3等星。由于第三级火箭是跟卫星一块入轨的，与卫星一前一后，速度轨道差不多，前后距离不远，所以在其附近很容易找到东方红一号卫星。在东方红一号上天后，遵照周恩来总理的要求，中国对东方红一号卫星飞经各国首都上空的时间进行了预报，以便各国观测，因而在当时引起许多国家的强烈反响。

听得到：

在太空放《东方红》不易

对于如何产生《东方红》乐音，专家们曾提出过几种方案，经比较决定，采用可靠性高、工作寿命长、消耗功率小、乐音悦耳嘹亮的电子音乐。对于如何发送《东方红》乐音，也曾提出过三种方案，最后经研究决定，采用1台发射机交替发送《东方红》乐音。不过，要让普通收音机直接收听到东方红一号卫星播发的《东方红》乐音，需在卫星上安装大功率发射机，但那将使卫星的重量超过1吨，这对于当时中国火箭的运载能力来说是不可行的。为此，采用先由大型地面站接收，再通过广播电台转播的办法来实现。所以，在卫星发射上去后，全国人民听到的《东方红》乐音都是经广播电台转播的卫星信号。设计人员曾打算在东方红一号卫星上镶满毛泽东像章，但后来在周恩来总理的指示下，为了减轻卫星质量，这些像章没有一起升空。

为了防止卫星上天后乐音变调或不响，卫星总体组组长何正华和乐音装置的主要设计者刘承熙开始了他们技术上的探索。《东方红》乐音最后采用电子线路模拟铝板琴声奏出。最后上天的产品是由上海科学仪器厂重新生产的。

为了满足东方红一号卫星研制要求，技术人员依靠自己的力量采用了铆接、阳极化电抛光、光亮铝件大面积镀金、铝件

热处理等多项新工艺，并进行了不少刀具设备的革新，为完成东方红一号卫星任务提供了技术保证。例如，在进行卫星蒙皮阳极化电抛光工序时，没有房子就在露天下进行;没有容器就铸造了三个大铝槽，在雪地里挖个坑，把铝槽架在上面用木柴烧。就是在这样的条件下，开展了阳极化电抛光试验。经过了两个月时间、上百次试验，终于使蒙皮的辐射率和吸收率达到了规定的技术指标。

扩展阅读

东方红一号为什么采用近似球体的72面体？

东方红一号的具体任务是测量卫星本身的工作参数，探测空间环境参数。为此，经专家们多次论证，最后确定东方红一号由结构、温控、能源、《东方红》乐音装置和短波遥测、跟踪、天线、姿态测量7个分系统组成。由于是首次研制，所以对每一个分系统的研究、设计、试制、试验、生产都是十分艰难的攻关过程。

该卫星外形为近似球体的72面体，直径约1米，质量为173千克，转速为120转/分，采用自旋姿态稳定方式，利用太阳角计和红外地平仪测定姿态。其结构包括外壳、仪器舱和承力筒。外壳为蒙皮骨架式结构，表面由按温度控制要求经过处理的铝合金为材料。

据东方红一号卫星总体设计组副组长潘厚任研究员介绍，当时东方红一号采用这种设计外形主要有以下考虑：

可使卫星有较大的结构利用空间;

在平面上粘贴太阳能电池片比在曲面上粘贴更方便可靠;

由于卫星采用自旋稳定方式，即卫星自旋轴相对于太阳的取向是不断变化的，在72面球体上粘贴太阳能电池片可便于太阳能电池片在不同径向的面上适当地均匀布设，使任何时刻太阳能电池的总输出变化很小，这对整星能源系统的设计很有利（虽然后来因卫星任务和技术方案有所变化，东方红一号上最终未粘贴太阳能电池片，而采用所携带的银锌电池供电，但结构设计未改动。另外，在与东方红一号相同外形的中国第二颗人造卫星——实践一号上成功地使用了这一设计方案，寿命超过8年）;

采用球形设计，可使东方红一号卫星飞行时的弹道截面基本不变，所以不用在星上安装探测仪器，就能用卫星的测轨跟踪数据反演推算卫星飞经高度的大气密度值及其变化，从而多得到一些科学数据。

上得去：

一步到位轰动全球

经过几年的自力更生，顽强拼搏，包括排除文化大革命的种种干扰，1970年4月1日，装载着两颗东方红一号卫星和1枚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，周恩来总理在人民大会堂听取即将发射的中国第一颗人造卫星及其运载火箭情况的汇报。4月24日凌晨，毛泽东主席批准实施发射。因此，中国第一颗人造地球卫星东方红一号终于在1970年4月24日21时35分由长征一号运载火箭从甘肃酒泉卫星发射场发射，21时48分进入预定轨道。

一时间，东方红一号卫星播送的《东方红》乐曲响遍全球，震动了世界。当天晚上，在北京天安门广场、东西长安街上，人山人海，人们载歌载舞，通宵庆祝。“五一”国际劳动节晚上，在天安门城楼上，毛泽东主席、周恩来总理等党和国家领导人亲切接见了参加研制和发射中国第一颗人造地球卫星的代表。

当中国人在西北大漠里竖起第一座发射架时，西方一些发达国家认为那是开玩笑;当中国人用运行速度只有每秒几十万次的老式计算机编制卫星轨道程序时，洋专家又断言：“不可能！”但是，中国人就是将“不可能”变成了“可能”。

抓得住：

超时工作发回遥测参数

为了探测太阳辐射和地磁场，东方红一号最初的方案是装有太阳X射线计、带电粒子探测器和磁饱和式磁强计3个科学载荷，并通过遥测系统把有关数据发送回地面，后由于多种原因没有装，但把它们装在此后发射的实践一号上了。东方红一号的仪器舱呈圆柱形，安装在卫星中部，内装各种仪器和电池。其底部就是承力筒，是卫星与火箭连接的重要部件。

东方红一号工作在近地点439千米、远地点2384千米、倾角68.5度、运行周期114分钟的近地椭圆轨道上。

因为化学电池寿命有限，所以东方红一号设计的工作寿命只有20天，但它实际在太空中工作了28天，至同年5月14日停止发射信号，与地面失去了联系。在运行期间，卫星把遥测参数和各种太空探测资料传回地面。由于东方红一号卫星的近地点高度较高，因此东方红一号卫星目前仍在轨道上。观测表明，到2009年2月，东方红一号还运行在近地点430千米、远地点2075千米的轨道上。

东方红一号卫星的上天，使中国成为继苏联、美国、法国和日本之后，第五个完全依靠自己的力量成功发射卫星的国家。该星不仅全部达到了设计要求，而且质量比前4个国家发射的第一颗卫星质量总和还要超出29.8千克（美国的第一颗卫星只有8.2千克）。同时，在卫星的跟踪手段、信号传输形式和星上温控系统等技术领域，也都超过了上述国家第一颗卫星的水平。由于能源系统的保证，东方红一号卫星上的各种科学仪器实际工作时间远远超过了设计的额定要求，取得了大量的工程遥测参数，为后来的卫星设计和研制工作提供了重要依据。

发射人造地球卫星是一项非常复杂的系统工程，第一颗卫星成功升空运行的实践证明，这些系统技术性能可靠，为中国航天事业后来的发展奠定了扎实的基础，提供了宝贵的经验。

东方红一号卫星的升空，在全世界引起了轰动，大大提高了中国在世界上的威望。在东方红一号卫星研制和发射过程中形成的“两弹一星”精神，是中华民族的宝贵财富，也是全国各族人民在现代化道路上奋勇开拓的力量源泉。