天地交响——中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”诞生记

兰宁远/文

1970 年的4月24日，中国自主研制的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，伴随着几代人成长的《东方红》乐曲传遍世界，中国人从此打开了通向太空的大门。50 年来，在迈向航天强国的征程中，“东方红一号”已不仅仅是一颗卫星的名字，它更多地凝聚着一个民族厚重的精神，承载起了一个国家的荣誉。如今，东方红一号卫星成功发射的日子，成为了“中国航天日”！

我们的卫星叫“东方红”

1964 年，在全国各族人民的共同努力下，终于战胜了三年自然灾害，我国的经济形势开始好转。这年10月，人造卫星倡导者之一的赵九章赴西北基地参加导弹发射试验。东风二号弹道导弹的试验成功，让他信心倍增。他经过分析比较，得出一个结论，根据现有的运载火箭的条件，完全可以把人造卫星的研制提上日程了。12月27日，三届全国人大会议在北京召开。毛泽东、周恩来等中央领导悉数到会。会议期间，赵九章特意致信周恩来，并提交了一份“开展卫星研制工作的建议”。几天后，钱学森也给聂荣臻写信，认为可以考虑放卫星的问题了。不久后，周恩来就批准了这一方案。

1965 年5月，中央专委做出决定，由中国科学院负责卫星的工程总体设计和技术抓总工作。7月1日，中科院受国防科委的委托，向中央专委呈报了《关于发展我国人造卫星工作的规划方案建议》，就发射人造卫星的主要目的、十年奋斗目标和发展步骤、第一颗人造卫星可供选择的3 个方案、卫星轨道选择和地面观测网的建立、重要建议和措施等问题作了详细的论述。8月2日，中央专委召开会议，正式批准了这个规划方案，卫星研制工作正式立项。这次会议重要的一项议题就是明确卫星研制的基本方向和路径。这是一颗科学探测试验卫星，任务是发展我国对地观测、通信广播、气象等领域的经验，扩展设计数据，发射时间定在1970 年。会议结束时，宣布在中国科学院设立一个代号“651”的卫星设计院，原来代号“581”的任务改称为“651”任务。

这次会议提出的卫星总体技术方案通俗地概括为“上得去、抓得住、听得见、看得见。”这十二个字看起来简单，执行起来难度却非常之大。

“抓得住”是指卫星发射后，不管气象情况如何，都能对卫星进行跟踪测量。当时，虽然光学观测技术比较成熟，但由于光学观测受到日照条件、天气阴晴变化和卫星亮度等级的限制，不宜作为为主要跟踪手段，而无线电观测可以在全天候下工作。因而，测量方式以无线电观测为主，光学观测为辅。当时可供选择的无线电设备有单脉冲雷达、比相干涉仪、多普勒测速仪。用前两种设备测轨方法比较成熟，但造价昂贵，对地面建站要求高；多普勒测速仪造价低廉，但对跟踪精度和计算方法无把握。为了摸清情况，中国科学院专门组织专家进行了模拟计算，最终采用了测控专家陈芳允提出的跟踪测轨方案。

“看得见”，是指在地球上人们能用肉眼看见卫星。卫星的直径只有1 米，为了“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，为的是让卫星在轨运行时能够产生不断闪烁的效果，这样在地面比较容易观测。

“听得到”是说要能用一般的收音机收听到卫星发送的声音。苏联第一颗人造卫星的呼叫信号是嘀嘀答答的电报码，遥测信号是间断的。有专家建议，中国要超过苏联，就必须发射一个连续的信号，而且要有中国特色，建议播送《东方红》乐曲。《东方红》是一首诞生于20世纪30年代的陕甘宁边区，抒发了人民群众拥护共产党、翻身求解放，建立新中国的豪迈之情。随着60 年代大型音乐舞蹈史诗《东方红》的诞生，这首歌随之红遍全国，成为红色中国的象征。对于如何产生《东方红》乐音，专家们提出过几种方案，经过比较，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，采用电子线路产生模拟铝板琴声奏出。

这次长达42 天的会议过后，中央专委组建了651设计院和701 工程处。前者负责卫星本体的设计研制和总体协调；后者负责地面跟踪台站的总体设计和筹建。卫星本体、各分系统、地面台站选点等工作全面铺开，另外，在全国各地安排落实了近200个预研和试制项目，大到分系统、小到元部件，卫星的研制工作全面开始。1967年12月，国防科委审定了总体方案和各分系统方案，正式命名中国第一颗人造卫星为“东方红一号”。1968年1月，国家正式批准了研制任务书。

按照总体设计方案，“东方红一号”将由七机部研制的长征一号运载火箭来发射。1965 年10月，上海机电设计院从上海搬迁到北京，成为七机部第八设计院，开始长征一号的总体方案论证。王希季作为上海机电设计院的总工程师，承担了研制的重任。王希季和大家有一个共识：发射卫星与发射导弹所需要的火箭加速器是一回事。鉴于当时弹道导弹已经研制成功，中央决定将现有的“东风”系列导弹改装成卫星运载火箭。但是，经过论证，“东风”系列导弹并不能直接改装成卫星运载火箭。于是，王希季又提出另外一个方案：以中程液体推进器导弹为第一级和第二级，再研制一个固体推进剂火箭作为第三级的运载火箭。简单地说，就是把探空火箭技术和导弹技术相结合，来研制长征一号运载火箭。在杨南生等专家的配合下，王希季他们将地地导弹与探空火箭、液体推进剂导弹和固体推进剂火箭结合，用T—7 探空火箭加上一级固体火箭，再在箭头上安装长征一号第三级火箭点火装置，组成一枚技术试验火箭，证明了固体火箭可以在320 公里高度可靠点火。紧接着，王希季和杨南生联手合作，最终完成了在400 公里椭圆轨道70 度倾角时运载能力达到300 公斤的设计方案，并研制了玻璃钢大喷管等一系列关键部件。

卫星设计方面，钱骥等专家也很快拿出了初步设计方案。按照原定的方案，卫星应当是一枚科学探测卫星，除了要播放《东方红》之外，还要装姿态控制系统和多项科学探测仪器。但在研制过程中，技术人员发现这些系统和仪器非常复杂，难以协调。于是，他们又提出了另一种简便的方案，按照工程卫星来设计，只安装《东方红》的乐音装备，不装探测仪器。只要卫星上天，能播放音乐，就说明中国已掌握了火箭、卫星、测控、发射、地面环境等一整套卫星工程技术，任务就算成功。这样，以后再上科学探测仪器就不难了。最初，这一方案很多老专家并不同意。无奈之下，钱学森亲自上门做工作，向他们解释，这不是废除原方案，而是把原方案分为两步，先用最短的时间实现卫星上天，再在此基础上发射科学探测卫星。钱学森真诚的态度最终说服了大家。共识达成之后，在孙家栋的带领下，科研人员对原方案做了大胆的简化。

发送《东方红》乐音，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显然是做不到的。东方红一号最终选择了一段40 秒《东方红》的乐曲，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播放。事实上，当时的人们并没有直接听到卫星发回的声音，而是由卫星发射信号，经过大型地面站接收后，再通过中央人民广播电台转播的办法来实现。

毛泽东称他们是“放卫星的人”

正当东方红一号卫星研制紧锣密鼓地进行时，1966年，“文化大革命”爆发，651 卫星设计院院长赵九章被打倒。1968 年10月，他不堪受辱服药自尽，噩耗传来，不仅震撼了正在从事卫星研制的专家和科研工作者们，也让周恩来焦急万分，亲临工程研制一下，竭尽全力排除“文革”带来的种种干扰。为避免“文革”狂潮的冲击，周恩来特意安排将空间技术研究院列入部队编制，研制人员都穿上了军装。周恩来在中央专委会议上定调：“651总抓由国防科委负责，钱学森参加”，“由钱学森负责卫星、运载火箭和地面系统三个方面总的技术协调和组织实施工作”。1968 年2月20日，划归国防科委建制的中国空间技术研究院宣告成立，钱学森被任命为首任院长。中科院的研制队伍5000 多人、试验基地、科研设施、工厂，以及研制任务本身，全部移交国防科委新成立的研究院管理。研究院成立后，周恩来当着众人的面对钱学森说，你是技术总管，任务就交给你了！

思考东方红一号卫星的研制工作时，钱学森首先考虑的是要建立一个卫星总体设计部，加速卫星工程的实施。可由谁担任卫星总体设计部的领导呢？钱学森的目光锁定在了年仅37 岁的导弹总体设计部副主任孙家栋身上。

孙家栋年少时的梦想是当一个土木建筑师，后来在一个偶然的机会参了军，去苏联茹科夫斯基空军工程学院飞机制造专业学习了整整八年。回国后，孙家栋一天飞机制造的工作都没干，就被安排从事导弹研究。而正当他打算终身致力于导弹事业时，却不想又和卫星结了缘。还是在五院研制导弹的时候，钱学森就与孙家栋有不少接触，这个年轻人的睿智给他留下了深刻的印象，所以，他决定让这个优秀的年轻人试一试。

此时，正处在“文革”混乱时期，如何迅速建立起一支卫星的总体设计队伍，是摆在孙家栋面前一个十分棘手的问题。经过考察、挑选，孙家栋选定了18 个人，这便是中国航天史上著名的“航天十八勇士”。他们是：戚发轫、沈振金、韦德森、张福田、彭成荣、尹昌隆、朱福荣、孔祥才、王壮、杨长庚、王大礼、张荣远、刘泽光、郑忠琪、林殷定、鲁力、王一方、洪玉林。

当时，赵九章等人已经写了长达300 页的卫星研究课题，但还没完全深入。孙家栋翻看着文件，想起了聂荣臻元帅的八字方针“尽量简单，尽快上天”。为了集中精力保证主要目标，孙家栋决定，凡是和“抓得住、看得见、听得着”有关的技术都要攻破和确保，无关的、来不及的就不上。按照这个原则，以“上天”为主题，只有30 多页的新方案很快出炉。东方红一号卫星外形为近拟球体的72 面体，直径约1 米，质量为173 公斤，采用自旋姿态稳定方式，转速为120 转/分，利用太阳角计和红外地平仪测定姿态。卫星仪器舱为圆柱形，安装在卫星中部。在舱罩与底盘的连接部位装有密封圈，以保证仪器舱的密封。仪器舱底座是卫星的主要承力结构件，也是卫星与运载火箭连接的重要部件，既能承受卫星自身的重量，又可以在发射时承受运载火箭的推力。

方案有了，但因为卫星设计方案事关重大，需要中央领导签字确认后才能真正开始研制。可当时正处在“文革”旋涡之中，领导无人敢拍板。无奈之下，孙家栋亲自找到国防科委副主任刘华清，开门见山地说：“这事儿现在就你最有发言权。你懂得签，不懂也得签，否则没法做。”刘华清看着孙家栋坚毅的眼神，二话不说就在方案书上签了名。

拿到“军令状”，孙家栋没有丝毫兴奋，相反心里还相当沉重。苏、美、法等国卫星纷纷上天已成事实，时不待我。为确保卫星按时上天，孙家栋和戚发轫他们在没有良好空调和防尘的总装车间里，装配调试出一颗正样卫星；利用容积较小、缺乏太阳模拟器的热真空室，完成了空间模拟试验；利用楼顶及自制简易微波暗室，完成了卫星天线性能试验。一个个技术难关逐一攻克，可等到组装卫星的时候，一个“非技术问题”带来的“技术问题”却把大家难倒了。各个研制单位都要在自己研制的分系统中镶嵌毛主席像章，这样卫星就超重了。这让孙家栋苦恼不已。一天，孙家栋接到通知，要去人民大会堂向周恩来总理汇报卫星进展情况。是否该如实汇报像章的问题，他想了整整一夜。第二天汇报时，孙家栋决定还是要利用这样一个难得的机会征求一下总理的意见。周总理听后对在场的人说：你们年轻人对毛主席尊重、热爱是好事，但是大家看看我们人民大会堂这个政治上这么严肃的地方，也不是什么地方都要挂满毛主席的像。什么地方、什么时候挂都是非常严肃的事情。周总理的一番话，终于让这个棘手难题得到了解决。

1970 年3月21日，东方红一号卫星完成了全部总装任务。5 天后，周恩来批准火箭、卫星正式出厂。4月1日，随着火车的一声鸣笛，东方红一号卫星如期抵达东风基地。4月14日，卫星测试的各项工作已经基本就绪，周恩来再次听取发射场人员对火箭、卫星情况的汇报。钱学森、任新民、孙家栋、戚发轫、杨南生等专家都参加了这次汇报。周恩来对卫星能不能入轨、入轨后能不能准确地唱响《东方红》乐曲问得非常仔细。周恩来还躬身趴在地毯上，双手扶着一幅巨大的世界地图，对东方红一号将要飞经的每个外国城市一一查看。他一边看一边对研制人员说：“你们要对我国第一颗人造卫星飞经各国首都的时间进行预报，因为到时候能让外国友人准时看到我国第一颗人造卫星发射的讯息，听到《东方红》乐曲，这对第三世界国家的人民来说是个极大的鼓励。”

4月1日，装载着东方红一号卫星和长征一号运载火箭的专列于秘密抵达位于内蒙古额济纳的卫星发射基地。4月17日，火箭和卫星进入2 号发射阵地。18日，火箭与卫星开始垂直测试；19日，各分系统测试，一切准备就绪。4月24日15 点50 分，钱学森在发射场接到了周恩来专门从北京打来的电话。周恩来在电话中说，毛主席已经批准了这次发射任务，希望大家鼓足干劲，细致地工作，要一次成功，为祖国争光！

21 时35 分，当倒时计数器上出现“0”字时，发射场地下控制室操作台前的操作员胡世祥果断地按下了“点火”按钮。霎时，大漠戈壁地动山摇。10 分钟后，卫星顺利进入轨道。21 时48 分，发射场上空的高音喇叭里传出测控系统报告：“星箭分离，卫星入轨”。同时，国家广播事业局报告，收到了我国第一颗卫星播送的《东方红》乐曲，声音清晰洪亮。这一天，《东方红》的乐曲从太空传到了世界各地，中国成为世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。

一天后的傍晚，新华社发布了一条震惊世界的消息：1970 年4月24日，中国成功地发射了第一颗人造卫星，卫星运行轨道的近地点高度439 公里、远地点高度2384公里，轨道平面与地球赤道平面夹角68.5 度，绕地球一圈114 分钟。卫星重173 公斤，用20.009 兆周的频率播送《东方红》乐曲……

这一天，周恩来总理刚刚抵达广州，参加越南、柬埔寨、老挝三国在中国召开的“印度支那人民最高级会议”。一进会场，周恩来就兴奋地对代表们说：“为庆祝这次大会的成功举行，我带来一个礼物。昨天晚上，我们国家成功地发射了第一颗人造卫星！”

喜讯传遍全国，城乡一片欢腾。中国人第一次激动地仰望太空，寻找着那颗名叫“东方红一号”的人造卫星，每个人的脸上都洋溢着作为华夏子孙的自豪和骄傲。

这一年，距离毛泽东发出“我们也要搞人造卫星”的号召，整整过去了12 个年头。虽说比苏联晚了13 年，比美国晚了12 年，但东方红一号不仅全部达到了设计要求，而且173 公斤的体重比前4 个国家发射的第1 颗卫星质量总和还要超出29.8 公斤，远远超过了8.22 公斤的美国卫星、83.6 公斤的苏联卫星的重量，实现了毛泽东“鸡蛋那么大的我们不抛”的梦想。

东方红一号卫星的工作寿命是20 天，但它实际在太空中工作了28 天。1970 年5月14日，由于电池耗尽，卫星停止发射信号。但是直到今天，东方红一号卫星仍在它的轨道上，每一个晴朗的夜空，都有机会看到它闪烁的身影。

此时，新中国的“两弹一星”伟业宣告完成，中国成为了世界上第五个可以独立研制和发射人造地球卫星的国家。

一周后，是1970 的“五一”国际劳动节，按照惯例，北京市要在天安门广场举行大型的群众联欢。东方红一号卫星遨游太空，为欢庆70 年代的第一个“五一”增添了喜悦的气氛。傍晚，毛泽东、周恩来特意把钱学森、任新民、戚发轫等参加东方红一号卫星和长征一号火箭研制及发射的有功之臣请上天安门城楼，和国家领导人一起参加观礼。钱学森他们登上城楼的时候，周恩来特意把他们介绍给了柬埔寨的西哈努克亲王，称他们是“中国放卫星的人”。

东方红一号的发射成功意味着中国具备了进入太空的能力，标志着一个最早萌发飞天梦想的民族已经敲开了世界航天俱乐部的大门。随后，中国又陆续发射了自己的返回式卫星、地球静止通信卫星、载人飞船、空间实验室……最终成为了能够与美俄比肩的航天大国。改革开放后，“长征”系列火箭进入了国际商业发射市场，中国逐渐成为引领人类和平利用太空的先锋。

2016 年3月8日，国务院批准，将东方红一号卫星的发射纪念日——4月24日，正式确定为“中国航天日”！