文/ 劉巖 鄭恩紅
1970年4月24日,我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”,它傳回的音樂(lè)信號(hào)被湘西、海南兩個(gè)測(cè)控站接收并錄制成磁帶,隨后被專(zhuān)機(jī)送往北京,通過(guò)中央人民廣播電臺(tái)向全世界廣播,同時(shí)也向全世界莊嚴(yán)宣告:中國(guó)已經(jīng)掌握了人造衛(wèi)星的空間技術(shù)。
50年后再回首——空白的起點(diǎn),簡(jiǎn)陋的設(shè)施,風(fēng)雨飄搖,躑躅前行。那是一段傳奇的歲月,更是奮斗的奇跡。
▲ 衛(wèi)星發(fā)射動(dòng)員誓師大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)
早在1958年,毛澤東就提出,“我們也要搞人造衛(wèi)星”。中國(guó)科學(xué)院便開(kāi)始了人造衛(wèi)星的規(guī)劃工作。
“開(kāi)始以為很快能搞成,隨后發(fā)現(xiàn)條件不夠,科技人員缺乏基礎(chǔ)理論知識(shí)?!蓖跸<驹菏吭貞浾f(shuō)。
1964年,中國(guó)相繼成功發(fā)射了第一枚彈道式導(dǎo)彈、爆炸了第一顆原子彈。這一系列進(jìn)展為發(fā)展人造衛(wèi)星奠定了基礎(chǔ),衛(wèi)星計(jì)劃被重新提上日程。周總理主持中央專(zhuān)委會(huì)議,確定整個(gè)衛(wèi)星工程由國(guó)防科委負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào),代號(hào)“651”,全國(guó)的人、財(cái)、物均為“651”開(kāi)綠燈。
新中國(guó)的衛(wèi)星從零開(kāi)始,火箭也是白手起家,連一張圖紙都沒(méi)有。歷史將一個(gè)充滿(mǎn)挑戰(zhàn)而又令人羨慕的機(jī)遇賦予了王希季——讓他主持中國(guó)第一枚運(yùn)載火箭“長(zhǎng)征一號(hào)”的研制工作。王希季提到,一定要拿出一個(gè)適合中國(guó)國(guó)情的技術(shù)方案:既能滿(mǎn)足需要,又切實(shí)可行。
要把人造衛(wèi)星送入預(yù)定軌道,運(yùn)載火箭必須達(dá)到7.9公里/秒的第一宇宙速度,單級(jí)火箭雖然能沖出大氣層,卻不具備如此大的動(dòng)力,所以要依靠多級(jí)火箭進(jìn)行“接力推動(dòng)”。
王希季在全面斟酌空間、地面、材料、技術(shù)等各方面情況的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造性提出了研制將導(dǎo)彈技術(shù)與探空火箭技術(shù)結(jié)合、液體火箭與固體火箭組合、充分利用我國(guó)工業(yè)和技術(shù)基礎(chǔ)的火箭,也就是我國(guó)長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭的先驅(qū)——長(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭。
長(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭一二級(jí)選用液體發(fā)動(dòng)機(jī),第三級(jí)采用固體發(fā)動(dòng)機(jī),火箭全長(zhǎng)29.46米,最大直徑2.25米,起飛推力104噸。
對(duì)王希季來(lái)說(shuō),使用尚未研制的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作為長(zhǎng)征一號(hào)火箭第三級(jí)的動(dòng)力裝置是一項(xiàng)全新的課題,要可靠地在300公里左右高空點(diǎn)火,并在180轉(zhuǎn)/分的條件下工作,難度非常大。
在內(nèi)蒙古呼和浩特市郊區(qū),有一座三層樓高的建筑,這是我國(guó)第一個(gè)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)臺(tái),長(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)就在這里試車(chē),1米多厚的混凝土鋼筋防護(hù)墻被發(fā)動(dòng)機(jī)噴射出的烈焰灼燒得斑駁陸離。
時(shí)任七機(jī)部四院副院長(zhǎng)的楊南生說(shuō):“至今我都非常欽佩和感激王希季,在發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星的運(yùn)載火箭上采用完全由中國(guó)人自己設(shè)計(jì)制造的固體火箭為第三級(jí),這確實(shí)需要莫大魄力與勇氣。”
1967年,在長(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭的研制工作初樣階段即將結(jié)束時(shí),按照國(guó)防科工委要求,長(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭總體任務(wù)移交給中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院負(fù)責(zé)。王希季再次無(wú)條件服從組織安排。
三年后,長(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭成功把東方紅一號(hào)衛(wèi)星送入太空,使我國(guó)成為世界上第五個(gè)獨(dú)立研制和發(fā)射衛(wèi)星的國(guó)家。其中,正是第三級(jí)固體火箭在“最后一公里”的有力一推,才將中國(guó)人的首枚人造衛(wèi)星提速到第一宇宙速度,實(shí)現(xiàn)了繞地飛行。
張貴田時(shí)任長(zhǎng)征一號(hào)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)副主任設(shè)計(jì)師,承擔(dān)二級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研制任務(wù)。長(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭二級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是我國(guó)第一臺(tái)高空發(fā)動(dòng)機(jī),工作在60公里以上高空,如何保證發(fā)動(dòng)機(jī)在高空順利點(diǎn)火,成為研制工作中的首要技術(shù)難關(guān)。
張貴田和同事們反復(fù)研究,排除時(shí)差、氣壓等各種不穩(wěn)定因素,為二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)打造出合適的試車(chē)環(huán)境,并進(jìn)一步改造發(fā)動(dòng)機(jī)有關(guān)系統(tǒng)。隨后,高空點(diǎn)火、提高發(fā)動(dòng)機(jī)比沖等一系列工作緊鑼密鼓地展開(kāi)。
為保證衛(wèi)星上天萬(wàn)無(wú)一失,1970年1月,他們用新研制的中遠(yuǎn)程導(dǎo)彈進(jìn)行了測(cè)試,從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)看,二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)高空點(diǎn)火、啟動(dòng)關(guān)機(jī)等各個(gè)環(huán)節(jié)的工作正常。
要掌握二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)上天工作情況的一手資料,就必須找回試驗(yàn)彈發(fā)動(dòng)機(jī)殘骸,以便于分析評(píng)價(jià)其可靠性。
新春佳節(jié)正是合家歡聚的時(shí)刻,張貴田和其他幾位同志一路風(fēng)塵仆仆,在大年三十輾轉(zhuǎn)到了酒泉,在酒泉機(jī)場(chǎng)才知道春節(jié)期間飛機(jī)停飛,等到初二才搭上去往烏魯木齊的航班。
張貴田一路坐臥不安,擔(dān)心耽擱久了,發(fā)動(dòng)機(jī)殘骸會(huì)被風(fēng)沙埋掉,從烏魯木齊下南疆到和田,通往落點(diǎn)的沙石路塵土飛揚(yáng),張貴田心急如焚,嘴角起了火泡兒。
到達(dá)臨時(shí)駐地的第二天,張貴田和同事們?cè)诰S吾爾族向?qū)У膸ьI(lǐng)下,向沙海進(jìn)發(fā)。他們“一”字排開(kāi),相距十幾米,在綿延無(wú)際的沙丘間穿行,一會(huì)兒爬上沙丘,一會(huì)兒又跌進(jìn)谷底。
一個(gè)又一個(gè)小時(shí)過(guò)去了,太陽(yáng)爬到眼前,又攀上頭頂。張貴田回憶:“夾在沙丘間的那塊青天,在單調(diào)地襯托一種透徹的、近乎死一般的寂靜,靜得可怕、靜得孤獨(dú)、靜得無(wú)助?!?/p>
終于在12點(diǎn)左右,大家發(fā)現(xiàn)了“寶貝”,連滾帶爬地奔過(guò)去,發(fā)現(xiàn)是二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的機(jī)架。它靜靜臥在沙丘上,像個(gè)熟睡的胖寶寶。張貴田和同事們把殘骸翻來(lái)倒去看了又看,內(nèi)壁光潔無(wú)損,亮堂堂的,一點(diǎn)高溫高壓燒蝕沖刷過(guò)的疤痕都沒(méi)有,真漂亮。
下午五六點(diǎn),大家又陸續(xù)找到了其他組件殘骸。帶著全部“寶貝”出發(fā),大家在向?qū)бI(lǐng)下找到小河,洗去風(fēng)塵,在沙窩里度過(guò)了一個(gè)寒冷又興奮的夜晚。
從接到任務(wù)到火箭成功發(fā)射,五年時(shí)間內(nèi),張貴田和同事們一直奔波在南苑研究所、云崗101試驗(yàn)站、長(zhǎng)城外康莊的生產(chǎn)廠(chǎng)家之間,為解決生產(chǎn)設(shè)計(jì)問(wèn)題風(fēng)雨不誤,最終換來(lái)“東方紅”響徹蒼穹。
1967年7月29日午后的北京異常悶熱,孫家棟正在辦公室伏案進(jìn)行導(dǎo)彈設(shè)計(jì)。國(guó)防科委參謀汪永肅沒(méi)打招呼,直接驅(qū)車(chē)過(guò)來(lái),傳達(dá)了他被錢(qián)學(xué)森點(diǎn)將,負(fù)責(zé)中國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)工作的任務(wù)。
衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)能夠滿(mǎn)足用戶(hù)特定任務(wù)要求、優(yōu)化的衛(wèi)星系統(tǒng)和其空間軌道。完成衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)就需要提出并解決衛(wèi)星從研制到空間運(yùn)行全過(guò)程的技術(shù)問(wèn)題,明確每個(gè)研制階段的技術(shù)指標(biāo)要求以及各分系統(tǒng)間錯(cuò)綜復(fù)雜的接口關(guān)系。
▲ 鑲有毛主席像章的《東方紅》樂(lè)音裝置
搞衛(wèi)星總體,要先選人。在那個(gè)特殊時(shí)期,孫家棟從不同專(zhuān)業(yè)角度和特長(zhǎng)出發(fā),選定18人,組建了分系統(tǒng)與專(zhuān)業(yè)化配套的總體部。
那年冬天,在國(guó)防科工委組織召開(kāi)的東方紅一號(hào)衛(wèi)星方案論證協(xié)調(diào)會(huì)上,各有關(guān)單位和有關(guān)系統(tǒng)的參會(huì)人員將衛(wèi)星總體技術(shù)方案通俗地概括為“上得去、抓得住、聽(tīng)得清、看得見(jiàn)”。
在技術(shù)目標(biāo)確定后,孫家棟大膽提出了衛(wèi)星研制分兩步走的計(jì)劃,即先用最短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星上天,在解決了有無(wú)問(wèn)題的基礎(chǔ)上,再研制帶有探測(cè)功能的應(yīng)用衛(wèi)星。
最終,大家確定東方紅一號(hào)衛(wèi)星由結(jié)構(gòu)、熱控、電源、短波遙測(cè)、跟蹤、無(wú)線(xiàn)電和《東方紅》樂(lè)音裝置以及姿態(tài)測(cè)量部件組成,總質(zhì)量控制在173千克左右,直徑1米,外形為近似圓球的72面體,采用自旋穩(wěn)定方式在空間運(yùn)行。
1969年9月,東方紅一號(hào)衛(wèi)星正樣檢驗(yàn)星完成了全部環(huán)境模擬試驗(yàn),衛(wèi)星各分系統(tǒng)符合指標(biāo)要求,技術(shù)狀態(tài)基本正常。10月,東方紅一號(hào)衛(wèi)星發(fā)射星完成了各分系統(tǒng)的產(chǎn)品配套。
1970年3月21日,兩顆東方紅一號(hào)衛(wèi)星發(fā)射總裝工作全部完成,隨后又完成了整星測(cè)試。
3月26日,周恩來(lái)總理批準(zhǔn)火箭、衛(wèi)星正式出廠(chǎng),技術(shù)人員接到通知后,將火箭、衛(wèi)星裝上了前往酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心的專(zhuān)列,錢(qián)學(xué)森隨同專(zhuān)列一起出發(fā),但孫家棟由于在政治上受到?jīng)_擊沒(méi)能同去。
4月24日下午3時(shí)50分,周恩來(lái)總理從北京將電話(huà)打到酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心:“毛主席已經(jīng)批準(zhǔn)了這次發(fā)射,希望大家鼓足干勁,細(xì)致地工作,要一次成功,為祖國(guó)爭(zhēng)光?!?/p>
21時(shí)35分,高音喇叭里傳出指揮員洪亮的“點(diǎn)火”口令,地下控制室發(fā)射控制臺(tái)前的胡世祥按下火箭“點(diǎn)火”的按鈕,瞬間,“長(zhǎng)征一號(hào)”伴隨著轟鳴聲騰空而起刺向天空。
僅僅幾分鐘時(shí)間,火箭按預(yù)定軌跡飛離了人們的視線(xiàn)。15分鐘后,高音喇叭里傳出測(cè)控系統(tǒng)報(bào)道“星箭分離”“衛(wèi)星入軌”的消息。
不在發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)的孫家棟堅(jiān)守在北京衛(wèi)星總體部設(shè)立的臨時(shí)衛(wèi)星接收站,及時(shí)將匯集來(lái)的信息進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證衛(wèi)星信息的可靠性。隨著衛(wèi)星發(fā)射成功消息的到來(lái),孫家棟再也抑制不住內(nèi)心的喜悅,眼里噙滿(mǎn)了激動(dòng)的淚花。
衛(wèi)星發(fā)射成功后,國(guó)防科委推薦了以錢(qián)學(xué)森為首的17位功臣組成的觀禮團(tuán),在天安門(mén)城樓上與毛主席、周總理共同歡度“五一”國(guó)際勞動(dòng)節(jié),但這17人里沒(méi)有孫家棟。
“五一”當(dāng)天,與孫家棟一起研制人造衛(wèi)星的人都提前坐車(chē)離開(kāi),難得的清閑,他一人去了前門(mén)大柵欄溜達(dá),看到商場(chǎng)門(mén)口有許多人在排隊(duì)買(mǎi)毛衣,他也排到搶購(gòu)的隊(duì)伍里給夫人買(mǎi)了件大紅毛衣。他想,或許這件喜慶的毛衣也算是給夫人多年來(lái)勞累的一點(diǎn)物質(zhì)補(bǔ)償。
戚發(fā)軔是孫家棟選出的“航天十八勇士”之一,在東方紅一號(hào)衛(wèi)星項(xiàng)目中負(fù)責(zé)完善地面試驗(yàn)方案和落實(shí)各項(xiàng)試驗(yàn)。
受限于客觀條件,地面試驗(yàn)困難重重。東方紅一號(hào)衛(wèi)星上有4根3米長(zhǎng)的短波天線(xiàn),天線(xiàn)發(fā)射時(shí)收起,上天解鎖后要靠自旋甩出。當(dāng)年沒(méi)有計(jì)算機(jī)仿真,如此復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡完全依賴(lài)地面試驗(yàn)。
戚發(fā)軔帶著團(tuán)隊(duì)研制設(shè)備,借用力學(xué)所的場(chǎng)地,在一個(gè)倉(cāng)庫(kù)里“就湯下面”。做天線(xiàn)試驗(yàn)時(shí),老同志們拿著廢棄的木箱子蓋擋著做防護(hù),從木板間的縫隙往外觀察;年輕人爬上沒(méi)有頂棚的房梁,騎在房梁上往下看。大家就是在這種條件下做試驗(yàn)、找問(wèn)題。戚發(fā)軔回憶:“當(dāng)年真是風(fēng)雨無(wú)阻,總體方案優(yōu)化加上充分的地面試驗(yàn)使東方紅一號(hào)衛(wèi)星搶了進(jìn)度、保證了質(zhì)量?!?/p>
▲ 人們正在收聽(tīng)東方紅一號(hào)衛(wèi)星播發(fā)的《東方紅》音樂(lè)
距離發(fā)射還有10天時(shí),戚發(fā)軔作為中國(guó)空間技術(shù)研究院試驗(yàn)隊(duì)的隊(duì)長(zhǎng)和衛(wèi)星技術(shù)負(fù)責(zé)人,隨錢(qián)學(xué)森、任新民、楊南生等人乘專(zhuān)機(jī)從發(fā)射場(chǎng)回北京,向周恩來(lái)總理匯報(bào)工作。
周總理詢(xún)問(wèn)了軌道參數(shù)、衛(wèi)星重量、空間物理參數(shù)等細(xì)節(jié),戚發(fā)軔一一作答,并說(shuō)道,“關(guān)于衛(wèi)星到底能不能一次發(fā)射成功的問(wèn)題,我不能打包票,只能實(shí)事求是地說(shuō),凡是能想到的、能在地面做的試驗(yàn),我們都做了,都沒(méi)有問(wèn)題?!逼莅l(fā)軔清楚地記得,發(fā)射當(dāng)天晚上天氣狀況并不理想,會(huì)影響到光學(xué)跟蹤設(shè)備測(cè)量發(fā)射軌跡。指揮部領(lǐng)導(dǎo)和同志們都很焦急,基地司令一直追問(wèn)天氣好不好。
晚上9點(diǎn)多,天公作美,云層在發(fā)射軌道的方向上裂開(kāi)一道縫。在敖包山上聽(tīng)到“星箭分離”的口令后,發(fā)射基地的司令拍著戚發(fā)軔的肩膀說(shuō):“小伙子,成了!”戚發(fā)軔心想,再等等,火箭是成了,但還沒(méi)聽(tīng)到衛(wèi)星播放《東方紅》樂(lè)曲。
按照設(shè)定,東方紅一號(hào)衛(wèi)星的短波無(wú)線(xiàn)電發(fā)訊機(jī)將循環(huán)播送《東方紅》樂(lè)曲和遙測(cè)訊號(hào),首先以40秒的時(shí)間連續(xù)播送兩次《東方紅》樂(lè)曲,間隔5秒鐘以后,播發(fā)遙測(cè)訊號(hào)10秒鐘,又間隔5秒鐘,進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。
9點(diǎn)50分,國(guó)家廣播事業(yè)局報(bào)告,收到了衛(wèi)星入軌后播放的《東方紅》樂(lè)曲,聲音清晰洪亮。90分鐘后,新疆喀什站報(bào)告,收到太空傳來(lái)的《東方紅》樂(lè)曲。
戚發(fā)軔終于放下心來(lái),“我們成功了!”