第2節 中國衛星十二字

“上得去”

衛星想要成功入軌，首先要把它送上太空。這就是“上得去”的意思。可是，如何將衛星送上萬米高空呢？這就需要運載火箭來幫忙了。

1965年10月，上海機電設計院搬遷到北京，加入我國第一枚運載火箭長征一號的總體研制團隊。上海機電設計院的總工程師王希季承擔起我國第一顆人造衛星運載火箭的研發重任。

當時，我國已經擁有用于東風系列導彈發射的火箭推進技術。專家們經過嘗試，發現衛星發射所需要的運載火箭與發射導彈所需的火箭原理類似但又并不完全相同。

探空火箭作為結構簡單的亞軌道飛行器，它的主要技術要求是保證飛行穩定、到達一定高度即可，結構簡單，成本低廉，發射也方便，但沒有變軌的功能。相比之下，運載火箭的結構就尤為復雜了。

為了實現“送星入軌”，運載火箭上必須安裝遙測系統、外部測量系統和安全控制系統。除此之外，技術指標的要求也格外精密，其中包括運載能力精度、入軌精度等。由于衛星有大有小，軌道有高有低，對不同重量的有效載荷，運載火箭必須能夠具備很強的適應能力和可靠性。運載火箭上要配備裝有有效載荷的儀器艙，外面再套上整流罩，它的每一級都必須包括箭體結構、推進系統和飛行控制系統，才能確保經過多次推進，最終將衛星精準地送入軌道。

研制運載火箭雖然艱難，但難不倒我們衛星研制組的專家們。經過多次研究和嘗試，他們提出了一個方案：使用中程液體推進劑導彈作為衛星運載火箭的第一級和第二級，再研制一個固體推進劑火箭作為第三級。也就是說，在研制初期，研發人員把探空火箭技術和導彈技術相結合，加以改裝，最終形成了長征一號運載火箭。

“抓得住”

通過組合導彈發射與探空火箭技術，解決了衛星“上得去”的問題，而“抓得住”就是如何在茫茫星海里找到我們的衛星。

為了匯報我國航天事業的成果，讓全國人民都感受到我國航天事業的進步，在東方紅一號發射之初，要準確預報衛星在太空中的運行情況，如飛過了哪個國家的首都，這個預報必須準確無誤！

為了能做到“抓得住”，衛星研制小組再一次進行了艱難的探索。想必大家在觀看火箭發射的時候都聽到過這樣的報告聲：“衛星光學雷達跟蹤正常，遙測信號穩定。”——這就是“抓住”衛星的關鍵所在。

關于我國衛星測控技術，有兩位測控領域的專家付出了大量的努力，一位是“中國光學之父”王大珩，另一位是無線電電子學家陳芳允。

王大珩研發出的靶場光測設備與光電經緯儀，在我國的導彈試射觀測中起到了重要的作用。在研制衛星時，基于同樣的原理，使用同一套觀測設備，可以直接跟蹤觀測火箭與衛星。陳芳允則在無線電觀測領域貢獻卓絕，在蘇聯發射的衛星成功進入太空運行的同時，他與幾位同事一起開發制作了一個多普勒測量儀，這臺裝置成功計算出這顆衛星的運行軌道。

兩位專業領域的頂尖科學家強強聯手，一致決定采用以無線電觀測為主，光學觀測為輔的衛星遙測方案。

艱難困苦從不會使中國航天人退縮，盡管當時的中國無線電觀測領域還是一片空白，但未被開發就意味著擁有無限的機會與可能。在“615”會議上，專家們反復探討了利用何種無線電觀測手段才能實現衛星“抓得住”的重要方針，并總結出了三種備選方案：

◆采用當時美國普遍使用的比相干涉儀；

◆采用當時較為先進的多普勒測量儀；

◆采用當時中國正在研制的154-Ⅱ型單脈沖跟蹤雷達。

后來，經過研究比對，專家們認為跟蹤雷達方案技術相對不成熟，然后又根據當時的國情排除了生產成本較高的比相干涉儀方案，最終選擇采用多普勒測量儀方案。但是，下一個問題就接踵而至：當時這個測量儀只是用來觀測電離層的，還不能用于測量衛星。

測量組的成員不得不緊鑼密鼓地開始計算，經過20多天的奮戰，最終跳出了傳統的衛星—觀測站之間的常規思路，直接從多普勒原理中導出了一組多站多普勒獨立測軌方程，一舉打破了常規，開創了新的使用方法。

會議最后決定，三種方法兼并采用，以多普勒測量儀為主，脈沖雷達為輔，干涉儀為試驗，力求穩準狠，一步到位，“抓住”衛星。

想要“抓得住”衛星，只有跟蹤測量是遠遠不夠的，地面對衛星信號的接收力也是重中之重。東方紅一號衛星發射入軌后，運行速度將達到每秒約8千米，經過我國疆域的時間較短，觀測難度極大，這就需要地面各個觀測站之間緊密配合。在我國，發射場與觀測站常常相距很遠，為了防止電磁源干擾，它們大多建立在偏遠的郊外，避開城市、機場、發電站等。因此，如果各個觀測站的時間不能保持統一，發射場與觀測站的時間就不能一致，哪怕稍有差池，預報的衛星路徑也會存在偏差，會造成一場嚴重的事故。

此外，通信系統也是一大難題，東方紅一號衛星有一個重大使命——“聽得到”。要想完成“聽得到”，前提便是“抓得住”，為了順利播放東方紅樂曲，就需要實現通信系統的天地連線，這就造成了站點之間的大量信息數據交互！

航天事業本就是一場冒險，這也是航天人始終勇往直前的推動力！

為了滿足從火箭起飛到衛星入軌，再到正常運行的所有觀測需求，僅僅半年時間，一套翔實有效的觀測方案出爐了，其中包括遍布中國14個省份，共18個觀測站及1個控制計算中心的選址和設計，還組建了一支上千人的觀測隊伍。

以酒泉衛星發射中心的東風觀測站為中心，在預定軌道附近建立了閩西、南寧、昆明、新化四個站點。后續又根據衛星軌道的變化，在其他地區建立了衛星測控中心，包括一個大型計算中心與通信中心，用于與地方觀測站進行聯絡。

“聽得到”

東方紅，太陽升，中國出了個毛澤東。

他為人民謀幸福，呼兒嗨喲，他是人民大救星。

他為人民謀幸福，呼兒嗨喲，他是人民大救星。

毛主席，愛人民，他是我們的帶路人。

為了建設新中國，呼兒嗨喲，領導我們向前進。

——《東方紅·歌曲選段》

這首陜北民歌是每一個中國人耳熟能詳的歌曲，任何時候只要聽到這首歌曲，就能夠激起內心的愛國情懷，它以樸實的語言，唱出了人民群眾對毛澤東主席及其領導的中國共產黨的深厚感情。當這首曲子通過衛星通信傳來時，中華民族蓬勃發展的強盛生命力從每個人的胸膛之中噴薄而出。

當時，東方紅一號衛星用短波重復播放的《東方紅》樂曲，用地面的收音機直接從衛星收聽是很難實現的，因此研發人員要用專門的設備先把衛星信號接收下來，再通過信息轉碼傳送到廣播電臺進行轉播。

為了實現星地通信對接的穩定，地面一端必須配備大功率發射機、高靈敏度接收機、大尺寸天線等沉重的設備。在臨近衛星發射的1970年4月中旬，位于渭南一個塬上的某測控部隊站點受命負責完成衛星信號的接收任務。由于衛星是不斷運動的，天線需要以最大精確度指向衛星，必須不斷調整。但是當時只擁有一套試驗用的設備，必須由人用繩子拉著天線的支架操控天線指向，過程相當麻煩。

即便如此，衛星成功發射的第二天一大早，所有工作人員在接到命令后，立即把接收天線拉到指向衛星將要出現的方向，靜靜等候著。當聽到第一聲《東方紅》樂曲，聲音非常清晰時，全體參試人員歡呼鼓掌，有的都跳了起來。

“看得見”

雖然時間已經過去50多年，可還有不少中國人記得當年聚集在天安門廣場上仰望衛星的激動一幕。當年大家看到的東方紅一號衛星，其實是長征一號運載火箭的第三級，真正的衛星則在它前面不遠處為它領航！

“上得去”“抓得住”“聽得到”三個問題，已經通過火箭、衛星各個系統集智攻關得到解決。可是，“看得見”依舊是一個很大的難題。

衛星本身是不發光的，它們大多是裝載探測儀器的器具，配備兩個太陽能帆板用來提供電能。東方紅一號更是一個直徑僅為1米的球體，即便金屬表面能夠反射太陽光，亮度也僅僅相當于一顆六等星，而能被人類肉眼看見的星等極限是五等星。

東方紅一號衛星所承載的社會和科學意義巨大，必須實現肉眼可見，才能更好地證明中國的實力，向全國人民交出一張滿意的答卷。于是，技術人員圍繞著如何“看見”衛星展開了攻堅戰。最終，大家選擇了“借箭顯星”的妙法。

長征一號運載火箭第三級托舉著東方紅一號衛星一同進入太空，技術人員在它身上增加了一個“觀測裙”。發射前，先把“觀測裙”收攏起來，等到星箭進入太空后再利用旋轉帶來的離心力展開“觀測裙”。

“觀測裙”的直徑達3米多，表面鍍鋁大大增強了太陽光的反射，增加了視覺上的觀測亮度，讓人們肉眼就能看見。由于發射衛星的過程是星箭齊飛，它們會一同入軌，軌道速度相差不大，前后距離相隔不遠，看見閃亮的“觀測裙”我們就可以知道，在它附近一定運行著我們的東方紅一號衛星！

百折不撓，百煉成鋼。1970年，東方紅一號衛星成功發射升空，全國人民從收音機里聽到了遙遠太空中播放的美妙樂曲，看到它閃耀著劃過夜空。東方紅一號衛星的項目團隊為國家、為民族立下了汗馬功勞，東方紅一號衛星上天更是震驚了全世界！