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酒泉亮箭 星耀太空

2023-07-28游本凤

大江南北 2023年6期
关键词:东方红一号火箭研制

游本凤

1970年4月24日,这是一个划时代的日子。这天,中国第一颗人造地球卫星——东方红一号在酒泉卫星发射中心壮丽升空。而发射这一卫星的运载火箭,就是永留芳名的中国航天第一箭——长征一号。

东方红一号的成功发射,在中国航天发展史上竖立起第一座里程碑,而在“两弹一星”中,一弹一星非它莫属。

2016年3月8日,国务院批复同意将每年4月24日设立为“中国航天日”。

探空先行,卫星上马

1957年,苏联发射成功世界上第一颗人造卫星,轰动全球。1958年5月,毛主席发出了“我们也要搞人造卫星”的进军令。

发射卫星,首先必须解决运载工具问题。鉴于那时一下子搞大型火箭缺乏技术基础,于是,在“中国航天之父”钱学森的领衔策划下,一种小型运载工具——探空火箭的研制在上海起步。1960年2月19日,中国航天人在上海南汇老港发射成功我国第一枚T-7M探空火箭。毛主席得知这一消息后非常高兴,于当年5月28日在上海延安西路200号新技术展览室视察了该火箭,并意味深长地说:“8公里,那也了不起啊!应该8公里、20公里、200公里地搞上去!”

探空火箭毕竟是火箭的雏形,搞探空火箭的目的主要是为了掌握工程技术、锻炼研制队伍。而要发射卫星、承载一定有效载荷冲出大气层,必须解决大型运载工具问题。于是,从1965年七机部成立开始,我国对人造地球卫星和大型运载火箭的研制工作正式起步。

鉴于当时我国多型弹道导弹已多次发射成功,只要对已有的中远程导弹进行适当改进,重新进行弹道设计,就能变成运载火箭发射卫星。为此,钱学森等科学家专门给党中央写了报告,提出我国已经具备研制运载火箭和人造卫星的能力,建议在1970~1971年间发射我国第一颗人造卫星。中央同意了这一报告,并将第一颗人造卫星命名为“东方红一号”,将运载火箭命名为“长征一号”,计划于1970年发射。

导弹改箭,横空出世

长征一号为三级火箭,其一二级采用当时相对成熟的二级中远程导弹原型,但在第二级上增加了一个滑行段的控制系统。第三级采用新研制的固体火箭,使整个火箭以“液体+固体”制式,形成了一种新型的三级运载火箭。

长征一号全长29.46米,最大直径2.25米,起飞质量81570千克,起飞推力1100千牛,由动力、结构、控制和飞行测量4大系統组成,可将300千克的有效载荷送入440千米的近地轨道。箭体呈细长型,因此压缩火箭总长度对减小飞行气动载荷和稳定系统负担极为重要。其研制过程中遇到了许多从未见到过的新问题,如发动机高空点火和高空性能模拟试验技术、火箭级间连接和分离技术、大长细比火箭的姿态控制技术等。在研制过程中,设计人员、工艺人员和工人师傅实行“三结合”攻关,采用爆炸成型、化学铣切、真空电子束焊等多种新工艺,先后攻克了发动机、箭体结构方面的许多技术难关,为长征一号的成功奠定了基础。

长征一号的第三级采用固体燃料发动机,该发动机直径为770毫米,全长约4米,并要在600千米高空点火。发动机在每分钟180次旋转条件下工作,必须保持旋转稳定,难度之大前所未有。最大的技术难题是装药产生裂纹的问题。药柱设计人员引入了粘弹性理论,分析装药产生裂纹的内在原因,逐渐解开了这个谜。他们对复合推进剂增加了高温慢速拉伸下的延伸率指标,从根本上彻底解决了装药裂纹问题。1969年2月,研制人员对该发动机进行了19次静止、旋转、高空模拟、高魔加旋转及全箭串联系统地面等状态下的热试车,发动机各项技术指标均达到设计要求,高空喷管经受了考验。产品进入交付使用状态后,1969年7月初,研制单位交付2台发动机,送往北京总装。9月该发动机参加长征一号全箭试车获得圆满成功,周恩来总理得到消息,特地发电祝贺。

特殊年代,特殊卫星

东方红一号卫星总体设计负责人是戚发轫院士,后来曾担任过神舟飞船总设计师。据他回忆,东方红一号虽然不大,整个卫星质量仅为173千克,却比以前4个国家发射的第1颗卫星质量的总和还要超出29.8千克。

173千克的卫星,按照现在对卫星规格的划分,只能属于微小卫星范畴。但“麻雀虽小,五脏齐全”,其高科技成分多、综合集成度高,是一项涉及多领域的系统工程。

那时正处于“文革”年代,一切工作都要服从政治需要,因此东方红一号也被打上了“政治标签”,其研制过程处处凸显“政治星”色彩。按照当时高层定下的基调,卫星的应用功能是次要的,而营造声势、扩大影响、突出“文革”成果的重大意义是主要的。正是在这样的大环境下,其研制过程根本不讲经济效益。如当时领导对第一颗卫星上天的要求为12个字:“上得去、抓得住、听得到、看得见。”如此“非科学”的外行要求,现在看来难以理解。

既然领导如此定调,科技人员只能毫不含糊地坚决照办。大家对此进行了深入研究,认为对于“上得去、抓得住”,在当时凭航天人掌握的技术完全能够做得到,但“听得到、看得见”,在以往航天发射中从来没有碰到过。钱学森作为工程技术总负责人,善于发挥科技人员集体智慧的作用,多次召开“诸葛亮”会,群策群力,汇集众人的智慧来解决难题。其间,一位研制人员受北京火车站报时敲钟的启发,专门研制出一套模拟铝板琴的电子线路,试机时音调悦耳嘹亮,且可靠性高、寿命长、功耗小。为了保证卫星能够在太空中播音,还特地设计了4根能够在空间展开的短波天线。后来,卫星上天仅20分钟,中央人民广播电台就收到了 《东方红》 乐曲声,通过转播,悠扬动听的 《东方红》 之声瞬时传遍全球,响彻寰宇。这标志着“听得到”任务出色完成。对于“看得见”问题,他们经过多次研究,决定采用一种特殊的轻质型材料,为卫星做了一个可折叠的“围裙”,卫星升空后即可自动打开。“围裙”展开后足有十多平方米,而且特殊材料还能闪闪地反光。这样就圆满解决了卫星上天后“看得见”的问题。

中央重视,批准发射

1970年4月1日,载着一枚长征一号运载火箭和两颗东方红一号卫星(一颗为备份)的专列悄悄抵达酒泉卫星发射中心,拉开了东方红一号卫星发射的序幕。

党中央对这次发射极为重视,为慎重起见,专委会必须听取一次专题汇报。4月2日,七机部副部长钱学森、酒泉卫星发射中心司令员李福泽和长征一号火箭总设计师任新民等专程从基地返回北京,向周恩来总理汇报发射前的准备情况。其间,周恩来详细询问了苏联和美国卫星的发射情况、长征一号第一级的落点位置,以及卫星飞经哪些城市等问题。钱学森一一作了介绍,并让工作人员铺开一张大比例的世界地图。周恩来一边察看卫星的飞行路径,一边指示说:“要对东方红一号卫星飞经的各国首都时间做好预报,鼓舞第三世界人民。”

4月9日,长征一号火箭与东方红一号卫星在发射架上进行对接。

4月16日,周恩来亲自给国防科委打电话,说中央已经同意这次东方红一号卫星的发射计划,并说:“毛主席已经批准了火箭和卫星的发射,请把这个喜讯告诉发射场的全体同志,希望大家鼓足干劲,认真做好各项工作,要一次成功,为祖国争光。”4月20日,周恩来再次给基地打电话,提出了“安全可靠,万无一失,准确入轨,及时预报”的16字要求。

眼看火箭就要发射,谁知在节骨眼上却节外生枝,第三级固体发动机在检查时发现异常情况。为确保成功,经紧急磋商,决定更换三级发动机。为此,国防科委领导要求赶快把备份发动机火速空运到发射场。空军司令部下令一架大型军用运输机紧急起飞,执行运输三级发动机的特殊使命。

更换完三级发动机后,经检查,一切正常。

叩开苍穹,完美飞天

1970年4月24日清晨6点,戈壁滩上漆黑一片,发射阵地却一片灯火辉煌。燃料加注开始了,战士们戴好防毒面具,为火箭第一级加注氧化剂。4小时后,4个推进剂贮箱里的燃料全部加注完毕,就在大家开始撤离现场时,有人突然发现现场空气中有一股刺鼻的鱼腥味。“不好,燃料泄漏!”紧急关头,几个战士立即冲上前去,冒着生命危险紧紧搂住漏液的地方,一直坚持到更换了新的加注连接器。

发射进入倒计时。21时15分,发射前10分钟,周总理再次打来电话,询问有关情况,并对参与发射的航天人和基地指战员表示慰问。

21时34分,0号指挥员杨桓(后任二炮副司令)发出了“一分钟准备”的命令。旋即,两颗信号弹升空,现场气氛骤然紧张。

4月24日21时35分,伴随着杨桓一声宏亮有力的“点火”口令,操纵员胡世祥(后任总装备部副部长)迅速按下点火按钮。頓时,长征一号一级火箭底部的4台发动机喷射出4道烈焰,巨大的气流将发射架底部导流槽内的巨大冰块吹出四五百米远。火箭在巨大的轰鸣声中冉冉升腾,越飞越高,直至消失在东南方向的夜空中。

10分钟后,现场指挥所里传来“星箭分离,卫星入轨”的喜讯。接着,国家广播事业局报告,收到了卫星播送的 《东方红》 乐曲声,且声音清晰宏亮,响彻太空。至此,中国成为继苏联、美国、法国、日本后,世界上第5个独立研制和发射人造卫星的国家。

22时,负责发射现场指挥的罗舜初(时任国防科委副主任、开国中将)向一直守候在电话机旁的周恩来报告:“火箭与卫星发射成功,卫星进入轨道。”周总理听后,非常高兴,当即向毛主席报告这一喜讯。

随后,放下心来的周总理坐上了去广州的专机,参加由越南、老挝、柬埔寨参与的“三国四方”会议,并向与会的各国代表提前宣布了这一重大喜讯。他说,“我给各位贵宾带来一份重要礼物,它就是昨天晚上,我们国家成功地发射了第一颗人造地球卫星。”在场的各国领导人纷纷鼓掌,表示热烈祝贺。

4月25日下午,新华社率先向全世界播报了这一消息:“1970年4月24日,中国成功地发射了第一颗人造地球卫星。卫星运行轨道距离地球最近点439公里,最远点2384公里。轨道平面与地球赤道平面的夹角为68.5度,绕地球一周114分钟……”

东方红一号发射成功后,在发射现场的钱学森率领部分航天功臣赶回北京。就在几天后的五一国际劳动节晚会上,毛泽东、周恩来、西哈努克亲王在天安门城楼,亲切接见了风尘仆仆从酒泉发射场赶来的钱学森、任新民、戚发轫等20多位火箭和卫星研制功臣。

1971年3月3日,长征一号再立新功,将实践一号科学实验卫星送入预定轨道。两发两成后,长征一号退出历史舞台。

长征一号火箭的发射成功,在我国航天史上具有划时代意义。它率先叩开了苍穹之门,并作为“两弹一星”的重要组成部分,永载共和国史册。

(编辑 郑 蔚)

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