看中國(guó)五十年璀璨“星”光

回望50年前，1970年4月24日，我國(guó)自主研制并成功發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星——“東方紅一號(hào)”，由此成為世界上第五個(gè)自行研制和發(fā)射人造衛(wèi)星的國(guó)家。

半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)航天事業(yè)闊步前行。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2019年，我國(guó)共發(fā)射各類(lèi)航天器500多個(gè)，在軌運(yùn)行的超過(guò)300個(gè)。諸多空間技術(shù)成果為推動(dòng)國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步作出了重大貢獻(xiàn)。

當(dāng)前，中國(guó)的人造衛(wèi)星隊(duì)伍正在不斷壯大，讓我們跟隨專(zhuān)家一起回望中國(guó)衛(wèi)星50年發(fā)展歷程。

技術(shù)儲(chǔ)備，為航天發(fā)展奠定基礎(chǔ)

中國(guó)航天科技集團(tuán)五院（下簡(jiǎn)稱五院）總體部宇航協(xié)外任務(wù)領(lǐng)域總設(shè)計(jì)師范含林介紹，“東方紅一號(hào)”的研制工作最早啟動(dòng)于1958年，由此開(kāi)始，我國(guó)衛(wèi)星發(fā)展進(jìn)入了技術(shù)準(zhǔn)備階段。

1958年5月17日，毛澤東主席在黨的八大二次會(huì)議上宣布：“我們也要搞人造衛(wèi)星！”時(shí)任國(guó)務(wù)院副總理聶榮臻馬上責(zé)成中國(guó)科學(xué)院和國(guó)防部第五研究院落實(shí)。首顆人造衛(wèi)星項(xiàng)目被國(guó)家列為1958年頭號(hào)重點(diǎn)科研任務(wù)，代號(hào)“581”，錢(qián)學(xué)森受命擔(dān)任“581”項(xiàng)目組組長(zhǎng)。

在當(dāng)時(shí)的國(guó)際形勢(shì)下，中國(guó)想造衛(wèi)星，只能自力更生。但那時(shí)我國(guó)科研條件十分有限，白手起家的道路舉步維艱，加上受各方因素影響，研制工作一度中斷。

1965年，中央專(zhuān)門(mén)委員會(huì)原則批準(zhǔn)中國(guó)科學(xué)院《關(guān)于發(fā)展我國(guó)人造衛(wèi)星工作的規(guī)劃方案建議》，該報(bào)告計(jì)劃在1970—1971年發(fā)射我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星，命名為“東方紅一號(hào)”。當(dāng)年10月，全國(guó)各科研院所的頂尖科學(xué)家齊聚北京友誼賓館，全面論證了我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星的研制方案。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)42天的激烈討論，會(huì)議確定了衛(wèi)星的基本方案，后來(lái)這個(gè)研制方案被凝煉成12個(gè)字——“上得去、抓得住、聽(tīng)得到、看得見(jiàn)”。

“上得去”指火箭發(fā)射成功，并把衛(wèi)星送入既定軌道；“抓得住”指地面觀測(cè)站能夠?qū)πl(wèi)星進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量，并將測(cè)得的數(shù)據(jù)和信息及時(shí)反饋給指揮中心；“聽(tīng)得到”是指衛(wèi)星能夠在太空播放《東方紅》樂(lè)曲并被地面收音機(jī)接收；“看得見(jiàn)”指在地面上能用肉眼看到衛(wèi)星。為滿足研制要求，科研人員用手搖計(jì)算器完成了大量計(jì)算，將冷庫(kù)、庫(kù)房改造成地面模擬試驗(yàn)場(chǎng)，因陋就簡(jiǎn)、土法上馬、群策群力攻克了一道道難關(guān)。

“東方紅一號(hào)”的設(shè)計(jì)壽命為20天，順利升空后，各種儀器實(shí)際的工作時(shí)間均超出了設(shè)計(jì)要求。其樂(lè)音裝置和短波發(fā)射機(jī)連續(xù)工作了28天，取得了大量工程遙測(cè)參數(shù)，為后來(lái)衛(wèi)星設(shè)計(jì)和研制工作提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

毫無(wú)疑問(wèn)，“東方紅一號(hào)”是中國(guó)航天史上的一座豐碑，其意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出一顆衛(wèi)星本身。范含林認(rèn)為，該衛(wèi)星的成功研制為后續(xù)航天發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，探索了工藝流程，培養(yǎng)了人才隊(duì)伍，同時(shí)為中國(guó)航天事業(yè)探索和發(fā)展建立起了一套完整的體系。

試驗(yàn)探索，多類(lèi)型衛(wèi)星從無(wú)到有

隨著“東方紅一號(hào)”發(fā)射升空，我國(guó)衛(wèi)星事業(yè)發(fā)展進(jìn)入了技術(shù)試驗(yàn)階段。全國(guó)空間探測(cè)技術(shù)首席科學(xué)傳播專(zhuān)家龐之浩介紹，從20世紀(jì)70年代到80年代中期，我國(guó)研制并發(fā)射了首顆返回式遙感衛(wèi)星、試驗(yàn)性通信衛(wèi)星以及數(shù)顆空間科學(xué)與技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星。

1971年3月3日，我國(guó)成功發(fā)射“實(shí)踐一號(hào)”衛(wèi)星，這是我國(guó)“實(shí)踐”系列科學(xué)探測(cè)與技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星的首發(fā)星，它的主要任務(wù)是考驗(yàn)太陽(yáng)電池、鎘鎳電池、輻射式主動(dòng)熱控制系統(tǒng)和遙測(cè)系統(tǒng)的長(zhǎng)期工作可靠性。在軌運(yùn)行期間，它還對(duì)空間物理環(huán)境進(jìn)行了探測(cè)。

“實(shí)踐一號(hào)”衛(wèi)星在空間科學(xué)和空間技術(shù)方面均作出了開(kāi)創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。它開(kāi)展的高空磁場(chǎng)、宇宙射線和外熱流等空間物理環(huán)境參數(shù)測(cè)量，讓我國(guó)第一次直接探測(cè)到宇宙空間環(huán)境。在長(zhǎng)達(dá)8年的在軌運(yùn)行期間，“實(shí)踐一號(hào)”衛(wèi)星進(jìn)行的硅太陽(yáng)能電池供電系統(tǒng)、主動(dòng)式無(wú)源熱控制系統(tǒng)等長(zhǎng)壽命衛(wèi)星技術(shù)試驗(yàn)，為我國(guó)設(shè)計(jì)和制造長(zhǎng)壽命衛(wèi)星提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

大多數(shù)衛(wèi)星發(fā)射入軌后只需在太空工作，不需要返回地面，返回式衛(wèi)星卻是例外。早期由于技術(shù)限制，要利用底片才能拍攝高清晰度的照片，必須讓衛(wèi)星帶回底片或者用回收筒將底片送回地面進(jìn)行分析，因此各航天大國(guó)在軍事偵察及國(guó)土普查中均需利用返回式衛(wèi)星。后來(lái)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)逐漸成熟，可以從衛(wèi)星上直接傳送影像數(shù)據(jù)到地面，返回式衛(wèi)星的用途也演變成開(kāi)展空間試驗(yàn)，并回收試驗(yàn)品。

龐之浩介紹，我國(guó)的返回式衛(wèi)星研制工作始于1966年。在攻克衛(wèi)星姿態(tài)控制、再入防熱、回收等技術(shù)難點(diǎn)后，我國(guó)于1975年11月26日發(fā)射首顆返回式衛(wèi)星。它標(biāo)志著我國(guó)成為世界上第三個(gè)掌握衛(wèi)星回收技術(shù)的國(guó)家，在宇航技術(shù)的研究上取得新的突破。

“東方紅一號(hào)”發(fā)射后不久，我國(guó)通信部門(mén)就表達(dá)了對(duì)通信衛(wèi)星的迫切需求，希望改變我國(guó)通信技術(shù)落后的狀況。1970年6月，五院組織隊(duì)伍開(kāi)始了通信衛(wèi)星新技術(shù)的研究。經(jīng)過(guò)幾年探索，我國(guó)確定選用地球靜止軌道試驗(yàn)通信衛(wèi)星方案。

1984年4月8日， 搭載兩臺(tái)C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的試驗(yàn)通信衛(wèi)星“東方紅二號(hào)”成功發(fā)射，邁出了中國(guó)通信衛(wèi)星的第一步，開(kāi)始了用我國(guó)自主研發(fā)通信衛(wèi)星進(jìn)行電視廣播信號(hào)傳輸?shù)臍v史。此后我國(guó)又發(fā)射多顆采用“東方紅二號(hào)”小容量自旋穩(wěn)定平臺(tái)的通信衛(wèi)星，大大改變了當(dāng)時(shí)我國(guó)邊遠(yuǎn)地區(qū)收視難、通信難的狀況。

范含林表示，這些衛(wèi)星的研制與發(fā)射實(shí)現(xiàn)了我國(guó)相關(guān)類(lèi)型衛(wèi)星從無(wú)到有的跨越。

全面發(fā)展，衛(wèi)星應(yīng)用百花齊放

20世紀(jì)80年代后期，我國(guó)衛(wèi)星發(fā)展從技術(shù)試驗(yàn)轉(zhuǎn)向工程應(yīng)用階段。

幾年間，五院研制的“風(fēng)云一號(hào)”太陽(yáng)同步軌道氣象衛(wèi)星和“東方紅二號(hào)甲”實(shí)用通信衛(wèi)星相繼成功發(fā)射，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域拓展和實(shí)用化水平躍升的開(kāi)門(mén)紅；“資源一號(hào)”衛(wèi)星開(kāi)啟了傳輸型遙感衛(wèi)星的新時(shí)代；“實(shí)踐四號(hào)”衛(wèi)星正式拉開(kāi)了我國(guó)以小衛(wèi)星平臺(tái)開(kāi)展空間科學(xué)試驗(yàn)的序幕。

隨著我國(guó)衛(wèi)星通信事業(yè)迅速發(fā)展，基于“東方紅二號(hào)”平臺(tái)的通信衛(wèi)星已不能滿足需要。1986年，我國(guó)正式啟動(dòng)第二代通信衛(wèi)星——“東方紅三號(hào)”的研制工作。

龐之浩介紹，1997年5月12日，“東方紅三號(hào)”衛(wèi)星成功發(fā)射，它裝載了24臺(tái)C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，采用了許多當(dāng)時(shí)的前沿技術(shù)，使中國(guó)通信衛(wèi)星水平一下跨越了20年。該衛(wèi)星不僅解決了國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)衛(wèi)星通信服務(wù)的迫切需求，樹(shù)立起當(dāng)時(shí)我國(guó)衛(wèi)星水平的標(biāo)桿，還帶動(dòng)了“天鏈”等多型通信衛(wèi)星的蓬勃發(fā)展。

至1999年，我國(guó)不僅在科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星、返回式遙感衛(wèi)星、地球靜止軌道通信衛(wèi)星、太陽(yáng)同步軌道氣象衛(wèi)星等應(yīng)用衛(wèi)星領(lǐng)域邁向全面應(yīng)用，還成功發(fā)射并回收了“神舟一號(hào)”試驗(yàn)飛船，在若干重要的衛(wèi)星技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到較高水平，為我國(guó)空間技術(shù)躋身世界先進(jìn)行列奠定了基礎(chǔ)。

進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)載人航天、北斗、探月等重大工程相繼實(shí)施，范含林認(rèn)為，中國(guó)衛(wèi)星技術(shù)已進(jìn)入全面發(fā)展階段。

如今，我國(guó)空間技術(shù)繼續(xù)高歌猛進(jìn)。

在重大工程方面，載人航天工程即將進(jìn)入空間站任務(wù)飛行階段，北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)即將完成組網(wǎng)，“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器即將實(shí)施月球采樣返回任務(wù)。在通信衛(wèi)星領(lǐng)域，“東方紅五號(hào)”衛(wèi)星平臺(tái)首發(fā)星已成功定點(diǎn)，該平臺(tái)將帶動(dòng)我國(guó)大型衛(wèi)星公用平臺(tái)升級(jí)換代，能力跨越式提升。在遙感衛(wèi)星領(lǐng)域，“高分”系列衛(wèi)星相繼發(fā)射，推動(dòng)我國(guó)空間分辨率邁進(jìn)亞米級(jí)時(shí)代；“風(fēng)云”“海洋”系列衛(wèi)星均有多星在軌運(yùn)行，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)水平。此外，近年來(lái)“悟空”暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星、“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星、“慧眼”硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡、“太極一號(hào)”空間引力波探測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星等“科學(xué)新星”冉冉升起，將為科學(xué)界仰望星空、探索宇宙發(fā)揮重要作用。

延伸閱讀：冉冉升起的“科學(xué)新星”

中國(guó)的衛(wèi)星事業(yè)從無(wú)到有，從弱到強(qiáng)，“東方紅一號(hào)”播下的種子，已經(jīng)長(zhǎng)成了枝繁葉茂的大樹(shù)。

“悟空”：撥開(kāi)暗物質(zhì)的“烏云”

2015年12月17日，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功將暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”發(fā)射升空，它是中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)中首批立項(xiàng)研制的四顆科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星之一。這標(biāo)志著我國(guó)空間科學(xué)探測(cè)研究邁出了重要一步。

“墨子號(hào)”：樹(shù)起量子通信中國(guó)標(biāo)桿

“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星于2016年8月16日成功發(fā)射升空。中國(guó)量子衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉院士介紹，如果說(shuō)地面量子通信構(gòu)建了一張連接每個(gè)城市、每個(gè)信息傳輸點(diǎn)的“網(wǎng)”，那么量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星就像一桿將這張網(wǎng)射向太空的“標(biāo)槍”。當(dāng)這張縱橫寰宇的量子通信“天地網(wǎng)”織就，海量信息將在其中來(lái)去如影，并且“無(wú)條件”安全。

“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星圓滿實(shí)現(xiàn)預(yù)定的全部三大科學(xué)目標(biāo)，為我國(guó)在未來(lái)繼續(xù)引領(lǐng)世界量子通信技術(shù)發(fā)展和空間尺度量子物理基本問(wèn)題檢驗(yàn)前沿研究奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)。

“慧眼”：洞見(jiàn)驚心動(dòng)魄的宇宙

2017年6月15日，硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星“慧眼”發(fā)射成功，它是中國(guó)第一個(gè)空間天文衛(wèi)星，既可以實(shí)現(xiàn)寬波段、大視場(chǎng)X射線巡天，又能夠研究黑洞、中子星等高能天體的短時(shí)標(biāo)光變和寬波段能譜的空間X射線天文望遠(yuǎn)鏡，同時(shí)也是具有高靈敏度的伽馬射線暴全天監(jiān)視儀。

硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星“慧眼”填補(bǔ)了中國(guó)空間X射線探測(cè)衛(wèi)星的空白，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)在空間高能天體物理領(lǐng)域由地面觀測(cè)向天地聯(lián)合觀測(cè)的跨越。

“太極一號(hào)”：諦聽(tīng)“時(shí)空漣漪”

2019年8月31日，“太極一號(hào)”成功發(fā)射，這是中國(guó)首顆空間引力波探測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。2019年9月20日，“太極一號(hào)”順利完成第一階段在軌測(cè)試任務(wù)，這意味著搭載在該衛(wèi)星的核心測(cè)量設(shè)備引力參考傳感器成功實(shí)現(xiàn)在軌應(yīng)用，為中國(guó)開(kāi)展空間引力波探測(cè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。