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在轨飞行五十载,开启航天新纪元,东方红一号飞天记

所属分类:热点资讯    发布时间: 2020-04-25    作者:河南专业隔墙施工
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图为1970年初,科研人员在厂房内测试东方红一号卫星。

    4月24日,第五个中国航天日。这一天,也正是我国第1颗人造地球卫星东方红一号进入太空整整50周年。


    1970年4月24日,在酒泉卫星发射中心,随着我国第1枚运载火箭长征一号发出轰鸣,东方红一号卫星飞向广袤无垠的太空。中国从此成为世界上第五个自行研制和发射人造卫星的国家,中国人自此叩开了通往浩瀚宇宙的大门。

    时至今日,东方红一号卫星仍在围绕地球飞行。在天气晴好的日子,许多天文爱好者还会拍摄这颗卫星经过祖国上空的照片。这些照片所承载的,是一段刻骨铭心而历久弥新的故事。

    集中科研力量

    登上航天舞台

    1958年5月,在党的八大二次会议上,毛泽东主席发出了“我们也要搞人造卫星”的号召。

    “这个号召宣告了中华民族有信心、有勇气登上空间活动的舞台。”时任东方红一号卫星总体设计组副组长潘厚任回忆道。

    1967年,我国将..颗卫星命名为东方红一号,将..枚运载火箭定名为长征一号。东方红一号卫星属于科学探测性质的试验卫星,外形为近似球体的72面体,直径为1米,重150公斤,计划在1970年左右发射。这颗卫星的任务,是为中国今后发展对地观测、通信广播、气象预报等各类应用卫星奠定技术和实践的基础。

    1968年2月20日,中国空间技术研究院正式宣告成立,钱学森兼任院长,东方红一号卫星便由中国空间技术研究院负责研制。

    发射人造地球卫星是一项庞大而复杂的系统工程,涉及研制、生产、发射、测控在内的众多领域。“现在看简单,但那个年代的工业水平、科技水平都有差距。”受命领衔研制卫星的孙家栋这样形容。

    随着设计方案的不断修改,东方红一号卫星的重量从起初的150公斤增加到173公斤,远超世界前4颗卫星的总和。要把这么重的卫星送入太空,难度可想而知。时任东方红一号卫星技术负责人之一的戚发轫说,卫星还必须达到国家提出的4项技术要求,即“上得去、抓得住、听得着、看得见”。

    为了完成这项艰巨的任务,科研人员开始了追逐梦想的艰难探索。

    克服重重困难

    完成四大目标

    “上得去、抓得住、听得着、看得见”,寥寥12字概括了东方红一号卫星的总体技术方案和目标,也概括了技术的难度。

    首先考虑的,是能否“上得去”。按照计划,东方红一号卫星要在近地点400多千米、远地点2300多千米的椭圆轨道上运行。想把卫星准确送入轨道,负责搭载卫星的运载火箭必须拥有强大的推进能力。

    ..们提出了一个“两结合”方案:用中远程导弹作为..级和第二级,利用探空火箭技术研制第三级。通过这三级的连续传递,将卫星送入预定轨道。在时任火箭技术负责人任新民的带领下,运载火箭正式进入研制阶段,zui终实现了导弹技术和探空火箭技术的完美结合,解决了“上得去”的难题,也让“运载火箭的能力有多大,航天的舞台就有多大”这句话广为流传。

    想在地面上“抓得住”卫星,就要时刻掌握卫星在太空中的位置,这需要计算出卫星与地面的距离。对比几种方案后,..们决定利用多普勒原理——根据无线电波频率的变化测出速度,进而测出距离。而这个解决方案却需要一个特殊的方程式,这对当时的中国科学家来说是一道难题。

    对此,东方红一号卫星研制人员转变设计思路,重建卫星测轨方程式,破解了卫星测轨方程式的谜题,zui终使卫星在太空中的位置可以被随时监测到。

    接下来,人们将目光集中在了“听得着”和“看得见”。

    要让卫星在太空奏响《东方红》乐曲,这在当时具有很高难度。研制人员以高稳定度的6个音源振荡器代替“音键”,用程控线路产生的节拍来控制发音,经过上百次试验,终于确保东方红一号奏出了《东方红》。

    东方红一号卫星总体组成员胡其正提及,要让普通收音机接收到卫星传来的乐曲,大家提出了“接力”的办法。“我们在地面上直接听不到东方红一号卫星播放的乐曲,需要通过卫星的天线发送、地面站的接收,再由电台转播。”戚发轫回忆。

    zui后一道难关就是“看得见”。要想用肉眼就能看到太空中运行的卫星,它的亮度必须要从七等星上升到四等星。不仅如此,由于东方红一号卫星的直径仅有1米,也让“看得见”更加困难。zui终,研制人员从折叠伞收缩打开的特点中找到灵感,决定在运载火箭的第三级上安装一个由高反光亮度的材料制成的、可以在太空中撑开的“观测体”。由于这个“观测体”体积巨大,反光亮度极高,人们就可以直接观察到。

    解决世界难题

    创造崭新纪录

    登天之路还有一个绕不开的问题,那就是卫星必须经受住太空极端温度变化的考验。
    
    太空中,卫星向阳一面温度可高达100多摄氏度,背阳一面的温度则能降到零下100多摄氏度,如何让卫星在太空中保持正常“体温”,是世界公认的难题。

    技术人员研制出了一套完整的温控系统来平衡卫星内部的温度,但系统正常运转需要耗费大量的电力,而卫星携带的电量很有限。zui后,科研人员想出了一个温控系统零耗电方案:利用其他仪器在工作时产生的热量,帮助卫星控制温度,巧妙解决了耗电大的难题。

    克服种种困难,卫星和运载火箭的研制顺利完成。

    经过4天4夜的旅程,1970年2月,东方红一号卫星和长征一号运载火箭被运往酒泉卫星发射中心。

    1970年4月24日当天,发射进入负8小时倒计时,“测控信号不稳定”这个突如其来的消息,又让现场的技术人员紧张起来。

    干扰信号究竟来自哪里?人们将问题源头锁定在卫星与火箭的连接处。为了温控要求,火箭和卫星连接处有一个镀铝的薄膜包着仪器,由于没有固定好而产生了晃动,导致信号不稳。经过固定,问题得以解决。此时,天空中的乌云也消失不见,阳光照在运载火箭的身躯上,腾飞的一刻终于到来。

    准确进入预定地球轨道的东方红一号卫星在轨运行了24天,不仅顺利通过了太空极端环境的考验,也圆满实现了“上得去、抓得住、听得着、看得见”的要求。由于东方红一号重量超过了此前4个国家首颗卫星的重量总和,也创造了人类航天史上的新纪录。

    “通过坚持自力更生、艰苦奋斗,我们攻克了一个个不可能,终于将东方红一号卫星成功送上太空。”戚发轫说。

    东方红一号卫星的成功发射,是20世纪震撼世界的重大事件,它宣告着一个东方航天大国的崛起。东方红一号卫星也与核弹、导弹一起,被誉为“两弹一星”,成为中华民族科技强国战略的重要标志,载入了中华民族伟大复兴的史册。

    文章摘自人民网