中国航天日溯源：震惊世界的“东方红一号”人造卫星

4月24日是中国航天日。前事不忘，后事之师。在这个特殊时刻，回顾历史的源头，对于理解中国航天今日之蓬勃发展，是十分有益的。

飞天梦想一直是中华文明史上的重要组成部分，从女娲补天、嫦娥奔月到文人墨客的诗词歌赋，中国人对宇宙的想象与憧憬从来就没有中断过。不过，人类真正走向太空的第一步却是在充满火药味儿的1950年代——美苏争霸时代。当时，美、苏两个超级大国出于争霸需要，在各自都拥有核武器的情况下，都把太空锁定为自己的下一个目标。1957年10月4日，苏联率先发射了世界上第一颗人造地球卫星“伴侣一号”，开创了人类迈向太空的新纪元。这令争霸的另一方美国大为震惊。美国加紧研制，并于1958年2月1日成功发射“探险者一号”人造卫星——尽管这颗卫星只有8.2千克，被毛泽东讥讽为“鸡蛋那样大”。人类的航天之路，从此拉开帷幕。

“我们也要搞人造卫星”

苏联和美国发射人造卫星成功之后，在“大跃进”气氛的感染下，有关我国也要发射人造卫星的呼声渐浓，钱学森、赵九章等科学家经过商议，准备向中央建议，中国应当研制并发射人造地球卫星。钱学森还多次发表谈话，提出中国应当早日搞出自己的人造地球卫星。这些呼声和意见被带到了于1958年5月5日至23日召开的中共八届二中全会上。在5月17日的会议上，毛泽东说：“看样子，人造卫星把我们都搅得不得安生呀！苏联抛上去了，美国抛上去了，我们怎么办呀？我们也要搞人造卫星！当然啦，我们应该从小的搞起，但是像美国鸡蛋那样大的，我们不放。要放就放他个两万公斤的。”

有了毛泽东的指示，八届二中全会结束后，聂荣臻就于5月29日召集会议，听取钱学森关于中国科学院和国防部五院协作分工研制人造卫星的建议。会议决定由国防部五院负责研制探空运载火箭，中国科学院负责卫星本体的研制。8月，在上报中央的《关于12年科学规划执行情况的检查报告》里，正式提出了研制人造卫星的意见。10月，国务院召开专门会议，研究中国卫星如何起步问题。会后，钱学森、赵九章、郭永怀等科学家制定了中国人造卫星发展规划设想的草案，提出研制中国人造卫星分三步走的规划：第一步，实现卫星上天；第二步，研制回收型卫星；第三步，发射同步通信卫星。其中第一步“实现卫星上天”有细分为三步：第一步，发射探空火箭；第二步，发射一二百公斤的小卫星；第三步，发射几千公斤的大卫星。

三步走的方案通过后，被列为中国科学院1958年第一位的任务，代号“581”，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。“581”组还制定了具体时间表，最初的方案是在1959年国庆10周年发射第一颗人造地球卫星，后来改为在1960年发射。11月，中央政治局研究决定，拨款2亿人民币专款用于研制人造卫星。这样，在毛泽东的“我们也要搞人造卫星”的指示后，研制人造地球卫星的机构、规划、人员、资金等全部到位。“581”组紧锣密鼓，朝着1960年发射中国第一颗人造地球卫星的目标前进。

在非正常年份的非正常思维下启动的人造地球卫星计划注定就是不可能实现的。在1958年秋中央正式决定研制人造卫星之后，为了学习苏联的成功经验，加快我国的研制步伐，10月16日，赵九章等前往苏联考察参观人造卫星。在没有“大跃进”气氛的情况下，经过两个多月的考察，考察团看到了中国在这方面的巨大差距，他们开始冷静起来。赵九章在考察团总结报告里尖锐地指出，鉴于目前我国科学技术和工业基础的薄弱状况，发射人造卫星的条件尚不成熟，建议先从探空火箭搞起。1959年1月，邓小平等听取了中科院党组书记、副院长张劲夫的汇报后做出指示：“卫星明年不放，与国力不相称”。主管经济的副总理陈云、主管科技的聂荣臻也都认为1960年放卫星不现实，建议收缩科研战线。这样，原定1960年发射第一颗卫星的计划就被取消了。

不过，钱学森和赵九章一致建议的“先发射探空火箭”，并没有被取消。在“581”方案通过时，中国科学院曾筹建三个研究院，分别从事人造卫星和运载火箭的总体、控制系统、空间物理和卫星探测仪器的研究、设计与试制。因为“581”工程很快就被叫停，因此成立三个研究院的设想也没能完全实现。但因为中央接受了先研究探空火箭的建议，同时也为了充分利用上海的科研力量，遂将计划成立的卫星运载火箭及总体设计院迁至上海，改名为上海机电设计院，由上海交通大学教师王希季任总工程师。1960年代初，在人造卫星工程下马的情况下，上海机电设计院在钱学森、王希季的领导下，在探空火箭研制上取得了重要突破，为接下来的人造地球卫星计划的重新上马，积累了重要的经验和技术基础。

人造卫星工程的再次上马

人造卫星事业的转折点在1965年。1964年，东风二号导弹和原子弹相继成功，极大地振奋了人心，也增加了国家领导人发展尖端技术的信心。在国民经济逐渐走出三年自然灾害阴影的情况下，已经偃旗息鼓好几年的人造卫星计划，不仅成为钱学森、赵九章等科学家热议的话题，而且也重新成为中央高层关注的对象。

1965年1月，赵九章向周恩来递交了一份尽快规划中国人造卫星问题的建议书，引起周恩来关注。几乎同时，钱学森向国防科委和国防工办提交了关于制定人造卫星研制计划的建议。聂荣臻审阅了这个报告，批示“只要力量有可能，就要积极去搞”。3月，张爱萍主持召开了我国人造卫星的可行性座谈会，并形成国防科委向中央专委的报告《关于研制人造卫星的方案报告》，提出拟于1970—1971年发射中国第一颗人造地球卫星。5月初，中央专委批准了国防科委的报告，将研制卫星列入国家计划。8月2日，中央专委第12次会议，就中国人造卫星做出了全面部署。首先，确定了中国发展人造卫星的方针：由简到繁，由易到难，从低级到高级，循序渐进，逐步发展。其次，提出了中国第一颗人造卫星必须考虑政治影响的要求，我国第一颗人造卫星要比苏联和美国的第一颗卫星先进，表现在比他们重量重，发射功率大，工作寿命长，技术新，听得见。最后，对卫星研制进行了明确分工：整个卫星工程由国防科委组织协调；卫星本体和地面测控系统由中国科学院负责；运载火箭由七机部负责；卫星发射场由酒泉导弹发射基地负责建设。这样，中国的第一颗人造地球卫星就进入工程研制阶段，代号“651”。

研制卫星，主要有三大系统：一是卫星本体的研制，二是运载火箭的研制；三是测控系统的研制。根据分工，卫星本体和测控系统的研制由中国科学院负责，运载火箭由第七机械工业部负责。

先看科学院方面的两大任务。1965年8月，中科院决定成立人造卫星工程领导小组，由副院长裴丽生任组长，谷羽负责具体领导工作。10月，中国科学院受国防科委委托，组织召开了第一颗人造卫星总体方案论证会，会议确定这颗卫星为科学探索性质的试验卫星。11月底，第一颗人造卫星的总体方案初步确定，各分系统开始了技术设计、试制和试验工作。次年1月，经请示聂荣臻，中国科学院成立卫星设计院，代号“651设计院”，公开名称为“科学仪器设计院”，赵九章被任命为院长。卫星本体的研制就这样紧锣密鼓地开展起来了。卫星总体组何正华提出的第一颗卫星叫“东方红一号”的提议，得到一致认可。

如果说中科院在卫星本体的研制上还有些基础的话，测控系统则还基本上是一片空白。火箭托举卫星进入预定轨道之后，它的正常运行和按计划完成使命，要靠地面观测控制系统对它实施跟踪、测量、计算、预报和控制。说白了，要想让卫星在太空中按人的意志运行，就离不开测控系统。当时中科院在这方面的专家是陈芳允。陈芳允曾于1957年苏联卫星上天时，配合苏联做过观测。鉴于测控系统的重要性，国防科委批准了由中国科学院负责卫星地面观测系统的规划、设计和管理。中科院为此成立了人造卫星地面观测系统管理局，代号为中国科学院“701”工程处，由陈芳允担任“701”的技术负责人，负责地面观测系统的设计、台站的选址与建设等工作。

再看第七工业部方面的工作。1964年底，为统一管理导弹工业的科研、试制、生产和基本建设，加速导弹工业发展，经中央批准，国务院决定撤销导弹研究院成，立第七机械工业部（七机部），王秉璋任部长，钱学森任副部长。因为七机部已积累了火箭方面的基础和力量，承担人造卫星运载火箭研制的任务就落在了七机部头上。钱学森为运载火箭的研制提出了重要建议，他提出，在当时研制成功的“东风-4号”导弹的基础上，加上探空火箭的经验，设计制造用于发射人造地球卫星的运载火箭，不必重新另起炉灶。关键问题是抓住运载火箭第三级——固体燃料火箭的研制，解决火箭在高空时的点火、分离。后来的实践证明，钱学森的这一建议大大节省了时间和人力、物力。发射中国第一颗人造地球卫星的运载火箭“长征一号”，就是在“东风-4号”的基础上加了一个固体燃料推进的第三级火箭所组成的。

“东方红”乐曲响彻寰宇

历经磨难的卫星事业一经上马，便顺利推进。然而，“文革”的到来，打乱了原有的计划，使重新起步的卫星事业又面临着严峻的考验。承担卫星研制主要任务的中国科学院乱套了，“651”设计院院长赵九章、副院长钱骥被打倒，被迫离开了卫星研制工作。赵九章因是国民党元老戴季陶的外甥，受尽折磨，于1968年自杀。在国民党军队服过役的陈芳允也被打倒了，“701”工程处的工作也已经无法正常运转。在这种形势下，为保证研制人造卫星的工作在“文革”中不受干扰，1966年12月，中央专委决定人造地球卫星的研制任务由国防科委全面接管负责。1967年初，聂荣臻向中央报告，建议组建“空间技术研究院”，全面负责人造卫星的研制工作，得到了毛泽东的批准。8月，空间技术研究院筹备处成立，钱学森任筹备处负责人。11月，国防科委批准了由钱学森代表空间技术研究院筹备处提出的编制方案。1968年2月20日，国防科委空间技术研究院正式成立，中科院从事人造卫星研制的部门划归空间技术研究院，钱学森任院长，全面负责人造地球卫星的研制工作。此外，测控体系研制建设方面，在聂荣臻的建议下，中科院“701”工程处也由酒泉导弹发射基地接管，这样，测控系统的工作又能开展起来。

在赵九章、钱骥等被打倒的情况下，1967年秋，钱学森任命当时只有38岁的孙家栋负责第一颗人造卫星的总体设计工作。根据中央的指示，在前期工作的基础上，孙家栋带领科技人员主要是在这颗“政治卫星”的“上得去、抓得住、看得见、听得到”上下功夫。

所谓“上得去”是指发射成功，所谓“抓得住”是指准确入轨。这是发射人造卫星最起码的要求。“看得见”和“听得到”则难度很大。

所谓“看得见”是指在地球上用肉眼能看见，但当时设计的卫星直径只有1米，表面也不够亮，在地球上不可能看得到。孙家栋带领科技人员想出妙计，他们在火箭第三级上设置直径达3米“观测球”，该球用反光材料制成，进入太空卫星被弹出后，观测球被打开成，紧贴卫星后面飞行，在地面望去，犹如一颗明亮的大星。这样，“看得见”的问题解决了。

所谓“听得到”是指从卫星上发射的讯号，在地球上可以用收音机听到。当时考虑，如果仅仅听到滴滴答答的工程信号，老百姓并不明白是什么，有人建议播放《东方红》乐曲，得到了中央的批准。科技人员经过多次试验，最后采用电子线路产生的复合音模拟铝板琴演奏乐曲，以高稳定度音源振荡器代替音键，用程序控制线路产生的节拍来控制音源振荡器发音，效果很好，解决了“听得到”的问题。

运载火箭方面，在任新民的领导下，攻克了多级火箭组合、二级高空点火和级间分离等技术，再加上新研制的第三级固体火箭，组成了三级运载火箭——“长征-1号”。1970年1月30日，“长征-1号”试射成功。

测控体系建设方面，最初陈芳允和其他专家建议在全国建设9个测控站，后来在钱学森的建议下，经多方权衡，并报国防科委批准，最终决定建设喀什、湘西、南宁、昆明、海南、胶东六个地面观测站。1970年初，六个地面测控站建成，陈芳允等对美国探索者22号、27号、29号卫星进行跟踪观测，取得了实测资料，证明中国当时所建的测控网络系统的性能是可靠的。

1970年3月21日，“东方红一号”完成总装任务。4月1日，“东方红一号”卫星和“长征-1号”运载火箭运抵酒泉发射中心。在接下来向中央的汇报中，卫星是否安装自毁系统引起了讨论。有的主张安装，担心卫星一旦出故障，唱着《东方红》坠毁，政治影响不好。有的主张不装，怕误炸了卫星。任新民主张不装，理由是火箭上已经安装了可靠的自毁系统，如果发射失败，卫星自毁也于事无补，如果装上，就怕炸了好星。假如卫星在空中遇到信号干扰，自毁系统又很敏感，自行启动误炸，那就太可惜了。这一意见经周恩来请示毛泽东，得到了认可，卫星不装自毁系统。

1970年4月24日21时35分，“东方红一号”卫星发射成功，《东方红》乐曲传遍寰宇，震惊世界。中国成为继苏联、美国、法国、日本之后，第五个成功发射卫星的国家，中国的航天时代由此真正开启。

（本文作者系上海交通大学科学史与科学文化研究院副研究员）

参考文献

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6.张劲夫：《请历史记住他们——关于中国科学院与“两弹一星”的回忆》 [N].人民日报,1999-05-06.