钱学森与中国返回式卫星的开创

李颐黎

（北京空间机电研究所，北京100076）

1 引言

1955年10月，钱学森先生回到祖国后立即投入到新中国建设的热潮中。从1955年11月起，钱学森为筹建中国科学院力学研究所，深入东北地区有关厂矿、大学和研究所考察调研，召集国内科学院所的领导和专家座谈讨论，统一建所思想，明确建所方针，在不到3个月的时间内，领导组建了中国科学院力学研究所。1956年1月，钱学森先生担任力学研究所所长。同年2月，在周恩来总理的鼓励和支持下，他起草了《建立我国国防航空工业的意见书》，为中国火箭和导弹技术的创建与发展提供了极为重要的实施方案。同年3月，党中央和国务院决定制定中国《1956-1967年科学技术发展远景规划纲要》，钱学森先生担任科学规划组组长，主持起草建立“喷气和火箭技术”项目的报告书，为推进新中国的科学技术、工业、农业和国防事业的发展起到了重要作用。同时，钱学森先生参与筹备组建中国导弹航空科学研究领导机构——航空工业委员会，受命负责组建中国第一个火箭、导弹研究机构——国防部第五研究院。同年10月，钱学森先生任国防部五局第一副局长、总工程师兼国防部第五研究院院长，后又兼任国防部第五研究院一分院院长，担负起新中国导弹与航天事业技术领导工作的重任[1]。

1958年5月17日，毛泽东主席在党的八大二次会议上发出了“我们也要搞人造卫星”的号召，表达了中国人民发展航天技术、探索太空的强烈愿望和决心。8月，国务院科学规划委员会在《十二年科学规划执行情况的检查报告》中指出：“发射人造卫星，将使尖端科学技术加速前进，开辟新的科学技术研究工作领域，为导弹技术动员后备力量。同时，大型的卫星上天是洲际弹道导弹成功的公开标志，是国家科学技术水平的集中表现，是科学技术研究工作向高层空间发展不可少的工具。”报告中还说，围绕人造卫星的研究，高能燃料、耐高温合金、无线电电子学、电子计算机、应用数学等一系列工作将被带动起来。聂荣臻副总理召开专门会议，责成中国科学院和国防部第五研究院的负责人张劲夫、钱学森、王琤组织有关专家拟定人造卫星发展规划草案。

考虑到发射人造卫星对未来科学发展的重大影响，中国科学院把人造卫星列为1958年第一项重点任务，成立了以钱学森为组长，赵九章、卫一清为副组长的领导小组，负责筹建3个设计院。第一设计院（代号1001设计院）负责人造卫星及其运载火箭的总体设计等项工作。

1958年11月，1001设计院的主要力量搬迁到上海，以此为基础，并由上海市委从上海市各院校、机关、工厂抽调大批人员，更名成立了上海机电设计院。根据中央领导的指示和中国科学院关于调整研制任务的精神，以及近一年来设计院的工作状况，1959年7月10日，钱学森先生在给艾丁（时任上海机电设计院党委书记）的关于《上海机电设计院发展建议（草案）》的信中，认为1958年建院初期要搞大型运载火箭及发射卫星的设想是不现实的，建议把设计院改组成一个设计、试制小型火箭的单位，主要任务是研制气象火箭等。上海机电设计院领导接受了钱学森先生的正确建议。1959年8月，设计院领导研究决定，将研制1～2种小型的花钱少的气象火箭作为1960年设计院的任务，这就是T-7液体探空火箭和T-7M 液体探空模型火箭。上海机电设计院在杨南生副院长和王希季总工程师的领导下，自力更生，艰苦奋斗，于1960年完成了T-7M 火箭的研制和发射任务。钱学森先生仅在1960年就3次到现场指导探空火箭的发射或发动机的试车。

钱学森先生重视卫星技术人才的培养。经过聂荣臻副总理和罗瑞卿总参谋长批准的1962年11月2日王琤工作组报告的意见，上海机电设计院划归国防部第五研究院后的方向任务是探空火箭（包括人造卫星）。1960年2月至1964年7月，钱学森先生指导了该院推荐的四名年轻科技人员（孔祥言、朱毅麟、李颐黎、褚桂柏）的工作和学习，并安排他们作为自己在航天方面的助手。他在百忙之中每周抽出一个上午的时间听取他们汇报工作，指导和布置他们下周的任务。他教导这些青年人必须有广泛和深入的星际航行知识。为此，他将这些年轻人的办公室设在国防科技情报研究所，以便深入查阅各种国内外资料，掌握当时最新的国际星际航行动态，如美国第一颗人造地球卫星的设计、美国发现者号返回式卫星的设计、美国双子星座号飞船的交会对接方案设计等[2]。钱学森先生还派这四位年轻人到中国科学院地球物理研究所、生物研究所等单位去了解情况，1963年底他们完成了《中国1964-1973年中国空间技术发展规划》（草案）的编制。1964年5月，在钱学森先生的推动下，上海机电设计院以“四人小组”为骨干，又从其他研究室调了一些技术人员，成立了卫星总体室（七室）。1965年8月，上海机电设计院迁到北京，更名为第七机械工业部第八设计院（简称“七机部八院”）。

2 中国返回式卫星的缘起

1964年12月29日，中国科学院地球物理研究所所长赵九章向周恩来总理报告，提出中国研制人造地球卫星的时机已到，建议列入国家计划。1965年1月8日，钱学森先生分别向周恩来总理和聂荣臻副总理提交报告，“建议国家早日制定我国人造卫星的研究计划，列入国家任务，促进这项重大的国防科学技术的发展”。聂荣臻副总理非常重视钱学森先生的报告，批示“只要力量有可能就要积极去搞”。罗瑞卿总参谋长批示，“可邀请有关同志座谈一下，拟个方案”。

1965年1月，周恩来总理指示科学院提出方案。张爱萍主任召集张劲夫、钱学森、孙俊人等负责人对中国人造卫星研制规划方案进行讨论，并于1965年4月29日以国防科委的名义向中央专门委员会（简称“中央专委”）打了报告——《关于研制人造卫星方案的报告》，提出：“初步设想争取1970或1971年发射我国第一颗人造卫星（100公斤左右）。预计第一批先发射的卫星约10颗，主要是探测高空环境参数。其中的5颗卫星主要是用来试验返回卫星的关键技术。1970年或稍后一点的时间，正式发射应用卫星。”可见，中国返回式卫星的研制在这个报告中占有重要的地位。

1965年7月1日，中国科学院提出了《关于发展我国人造卫星的规划方案建议》，并将报告呈报到中央专委。

1965年8月，周恩来总理主持中央专委第十二次会议。这次会议确定将人造卫星研制列为国家尖端技术发展的一项重大任务。中央专委批准《关于发展我国人造卫星的规划方案建议》。

1965年9月中旬，七机部领导（钱学森时任七机部副部长）布置了七机部八院负责中国第一颗人造卫星的运载火箭总体方案论证工作。在七机部八院总工程师王希季的领导下，八院圆满地完成了该项工作[3]。

七机部八院在完成中国第一颗人造卫星的运载火箭方案论证工作的同时，积极投入到了返回式遥感卫星的研制工作中。

3 钱学森与中国返回式卫星工程

中国的返回式卫星工程是由返回式卫星、长征二号运载火箭、酒泉卫星发射场、卫星测控系统应用系统和四川卫星着陆场等系统组成的，是一项复杂的国家尖端技术工程。

1）“返回式卫星工作要迅速做，有多大劲就用多大劲”

1965年9月到12月初，七机部八院的技术人员在院领导的支持下，深入各用户单位调研对卫星的需求，发现许多用户对返回式遥感卫星都有强烈的需求。结合七机部八院在卫星设计和探空火箭研制中积累的飞行器总体设计、结构设计、遥测系统设计、回收系统设计的经验，他们提出由七机部八院承担返回式卫星和载人飞船的总体设计任务，此建议受到领导的重视。

1965年12月中旬，钱学森副部长在听取八院工作汇报时说：“国防科委罗舜初副主任对我说，科学院搞4个卫星系列，20颗卫星是力不胜任的。4个系列怎么搞法，让七机部准备个意见，具体就是让你们八院准备意见。”1966年1月4日，罗舜初副主任在中国科学院党委会为成立651设计院（即卫星设计院）向国家科委党组（抄报国防科委）的请示报告上批示：“卫星设计不是一个院所能承担的，同时应发挥七机部八院的作用，请考虑两个院分工的意见。”

根据上级领导的意见，八院在王希季总工程师的领导下，于1966年1月开始了中国返回式遥感卫星总体方案的论证工作。1966年5月，在王希季总工程师向七机部领导汇报卫星系列会议的情况时，钱学森副部长指示：“如用这种火箭发射返回式卫星，那么返回式卫星结合远程火箭的研制搞……返回式卫星工作要迅速做，飞船以后再考虑，八院现在有多大劲就用多大劲。”

1966年5月17日，七机部召开部党组会议，钱学森副部长在会议上发言，力主返回式卫星和载人飞船任务由七机部承担。部党组同意了这一意见。

返回式卫星在技术上远比我国第一颗卫星要复杂得多，它有11个分系统。遵照钱学森副部长的指示，在王希季总工程师的领导下，在吴开林、李颐黎等技术骨干的带领下，经过一年多的努力，技术人员对卫星的气动力外形、轨道参数、总体布置、气动加热和防热结构，以及各个分系统进行了详细分析和论证，并在1967年7月提出了《返回式卫星总体方案论证报告》。

2）亲自参加911会议，确定返回式卫星总体方案

1967年9月11日，国防科委在北京召开了返回式卫星方案论证会议，七机部钱学森副部长等领导参加了会议，会议审查了七机部八院提出的中国返回式卫星总体方案，认为总体方案可行、可以往下进行设计。会后，七机部八院根据会议提出的建议和修改意见，进一步完善了返回式卫星的总体方案。

《返回式卫星总体方案论证报告》建议研制分两步走：第一步，重点解决遥感技术、三轴姿态控制技术和卫星返回技术，计划发射3～4颗试验型卫星。第二步，在基本技术过关后，解决遥感效果和应用技术（即研制实用型卫星）。试验型卫星后来被称作FSW-0卫星（即我国研制的第一种返回式卫星型号），为我国早期国土普查遥感卫星[4]。

返回式卫星的总体方案是一个正确处理了继承和创新的关系、综合优化的技术方案。由于方案论证充分，选择正确，因此，返回式卫星的总体方案在以后的研制阶段始终没有出现过总体方案性的问题。

3）组织队伍，指导设计返回式卫星

1967年正值“文化大革命”时期，为了保证人造卫星研制工作的顺利进行，中央决定组建中国空间技术研究院。钱学森副部长承担了组建该院的工作。他向聂荣臻副总理推荐了火箭技术研究院的孙家栋同志，将孙家栋同志调往中国空间技术研究院空间飞行器总体设计部，参加领导研制中国第一颗卫星（东方红一号）和第一种返回式遥感卫星的工作，得到了聂荣臻副总理的赞同[5]。

为了尽快启动卫星总体工作，孙家栋同志向钱学森副部长提出建议，由火箭技术研究院推荐一些搞总体方面的技术人员。钱学森副部长经考虑后答复说，从火箭技术研究院抽人可以，但在当前“文化大革命”两派正在闹腾的局面下，推荐来的人能不能保证质量？所以，在这种特殊情况下不能依靠研究院推荐，由孙家栋同志提个名单后再研究决定[6]。

经过紧张的考察、挑选，从不同的专业角度和技术特长出发，孙家栋同志最后选定戚发轫、孔祥才等18人。当这18个人的名单提交给钱学森副部长后，钱学森副部长点头赞同，这个名单很快又得到了聂荣臻副总理的批准。这批人员和从中国科学院及七机部八院调到中国空间技术研究院的人员团结在一起，又用了两年多的时间，把东方红一号卫星和返回式卫星总体方案作了许多重大改进。

1968年2月，钱学森（时任七机部副部长）兼任新成立的中国空间技术研究院院长，在周恩来总理等中央领导的支持下，他努力排除“文化大革命”的干扰，狠抓研究院机构组建、工作规划、基础设施建设和卫星研制质量，指导地面发射和跟踪测量系统的建设。

4 中国返回式卫星的发射与回收

以下主要介绍我国前三颗返回式卫星的情况。

1）第一颗返回式卫星的出厂与发射的失利[7]

到1974年，科技人员攻克了许多技术难关，终于进入了总装卫星的阶段。卫星最后总装测试完毕即将出厂时，时任国防科委副主任的钱学森专程来到总装厂，一再叮咛说：“现在可以进靶场进行试验，准备发射了。但在发射前还要进一步考虑一下，还有哪些工作要做。我们的卫星要达到最高目标——那就是成功。”

1974年9月12日，经叶剑英元帅批准，第一颗试验型返回式卫星以及长征二号运载火箭进场试验，经过在基地做了近两个多月的检查测试，于11月5日实施发射。但是，这次发射最终却因运载火箭出现故障而失败了。火箭起飞后不久，在惊心动魄的爆炸声中，箭毁星亡，令科技人员沉痛难抑。

这一次发射失利后，叶剑英元帅立即代表中央专委表达说：“失败是成功之母，不要颓丧，要继续奋斗，再接再厉，一定要达到目的为止！”

根据上级领导的安排，查找出了运载火箭系统失败的原因，之后举一反三，对运载火箭进行了改进。同时，对运载火箭和返回式卫星进行了全面的质量复查。

2）第二颗返回式卫星获得基本成功

1975年8月，国防科委主任张爱萍听取了关于即将出厂的第二颗返回式卫星及长征二号运载火箭质量情况的汇报，他要求大家对产品要做到“精心保健”，确保质量，力争这次发射“一鸣翔天”。

11月15日，中国第二颗返回式卫星及长征二号运载火箭，在酒泉卫星发射场完成了技术阵地的测试工作，随后即转往发射阵地。在完成了临射前的一切准备工作后，1975年11月26日按时发射。火箭按预定程序飞行，卫星进入了预定的轨道，轨道近地点高度173km，远地点高度483km，轨道倾角63°，入轨精度符合设计要求。卫星入轨后，由分布在中国大陆上的卫星地面测控站对卫星进行跟踪、测轨、遥测和遥控。

发射入轨不简单，卫星返回也很艰难。美国的返回式卫星发现者号7次入轨、7次回收失败，到第8次飞行才取得了回收的成功。中国能否突破卫星返回这一难关，是全体研制人员，特别是在渭南测控中心参与第二颗返回式卫星测控任务的全体人员关注的焦点。国防科委副主任马捷和钱学森，按照国防科委主任张爱萍的要求，在卫星入轨后亲赴渭南测控中心指挥卫星运行、测控和回收[8-9]。

为了完成“把卫星收回来”的任务，中国空间技术研究院试验队开展了事故预想活动，并开展了一场热烈的争论。当时提出了三种意见：第一种意见主张让卫星提前于11月27日返回，防止“夜长梦多”、卫星回不来；第二种意见主张让卫星提前到11月28日返回，因为还未发现卫星存在异常现象，应避开11月27日回收着陆区条件不好的困难；第三种意见主张按预定计划于11月29日实施卫星返回，同时作好第二天回收的准备。中国空间技术研究院试验队领导小组最后明确采用第三种意见，并向正在渭南的钱学森和马捷副主任汇报。钱学森副主任自己又找卫星控制系统的杨嘉墀、测控系统的陈芳允等专家谈话，了解了卫星和地面的状态，认为卫星未出现任何异常情况，支持第三种意见，并电告国防科委获得批准。由于第二天卫星工作正常，因此实际上卫星在第三天返回，这使卫星受到了充分的考验，并获得了较多的遥感资料。

第二颗卫星返回舱再入时裙部被烧坏，并在贵州省着陆，但是胶片基本未曝光，获得了大量的遥感资料。

3）第三颗返回式卫星圆满回收

针对第二颗返回式卫星返回舱裙部再入大气层后被烧坏及返回舱落点偏差大这两个问题，中国空间技术研究院对第三颗返回式卫星进行了改进：将返回舱裙部改为烧蚀式防热结构，增加了在返回舱制动发动机点火后对返回舱进行消旋的措施，以便返回舱再入大气层后尽快使攻角衰减，减轻裙部再入防热负荷，并为使用过载-时间控制方案控制开伞创造了良好的条件[10-11]。

1976年10月，第三颗返回式卫星及其运载火箭运抵酒泉卫星发射场；12月7日，第三颗返回式卫星发射并成功入轨；在轨运行3天后，返回舱成功返回，以14m/s左右的速度在四川省预定回收区安全着陆，返回舱以及舱内仪器设备完好无损。

第三颗返回式卫星发射和回收的圆满成功，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的国家。

5 结束语

第三颗返回式卫星成功回收之后至1996年，中国又发射了各种返回式卫星15颗，除1993年发射的1颗未能返回外，其余14颗卫星都成功返回。在此期间，在中国研制和发射的卫星中，返回式卫星是发射数量最多、社会效益和经济效益都比较好的一类卫星[4]。

钱学森先生力主发展中国返回式卫星，他富有远见地及早建立了返回式卫星的研制队伍，培养了返回式卫星研制的技术骨干，正确选择了返回式卫星的技术方案，并亲临第一线指导返回式卫星的研制，又在1975年亲自指挥了中国返回式卫星的第一次成功发射。钱学森先生对中国返回式卫星作出了开创性的贡献。

（References）

[1]李颐黎.钱学森与中国航天工程的开创[J].工程研究，2010，2（4）：301-313

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[3]李颐黎.“上得去，转起来”——回顾长征一号运载火箭研制的一些往事[J].太空探索，2010（10）：52-55

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Wang Jianmeng.Satellites in my heart：Sun Jiadong the famous space engineering and technical expert[M].Beijing：China Astronautics Press，2009：50（in Chinese）

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[8]胡士弘.两弹一星功勋科学家：陈芳允[M].石家庄：河北少年儿童出版社，2001：170-172

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[9]马辂.两弹一星功勋科学家：杨嘉墀[M].石家庄：河北少年儿童出版社，2001

Ma Lu.“Nuclear bomb，missile and satellites”meritorious scientist：Yang Jiachi[M].Shijiazhuang：Heibei Children’s Press，2001（in Chinese）

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