成果簡介

　　1970年4月24日，中國首枚運載火箭“長征一號”搭載著中國首顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”成功發(fā)射，衛(wèi)星進入預定軌道，連續(xù)工作28天（設計壽命20天），取得了大量的工程遙測數據，并播送了《東方紅》樂曲。同年5月14日，由于電池耗盡，衛(wèi)星停止發(fā)射信號。“東方紅一號”衛(wèi)星由中國空間技術研究院研制、北京衛(wèi)星制造廠負責生產，研制隊伍多達5000多人。隨著“東方紅一號”衛(wèi)星的成功發(fā)射，中國航天史迎來了一個新的里程碑，中國從此成為繼蘇、美、法、日之后世界上第五個自行研制和發(fā)射人造衛(wèi)星的國家。

歷史背景

　　1957年10月，蘇聯(lián)發(fā)射了世界首顆人造衛(wèi)星。1958年1月，美國也成功發(fā)射了人造衛(wèi)星。1958年5月，毛澤東在中共八大二次會議上提出：“我們也要搞人造衛(wèi)星。”同年，中國科學院成立“581組”，組織協(xié)調衛(wèi)星和火箭探測任務，中央政治局撥專款支持中科院研制衛(wèi)星，代號“581”任務。但當時的中國并不具備發(fā)射人造衛(wèi)星的條件，1959年，鄧小平指示：衛(wèi)星暫時不放，與國力不相稱。

　　1964年，中國經濟形勢開始好轉，中程導彈再次發(fā)射成功，中國基本上具備了發(fā)射人造地球衛(wèi)星的能力。1965年4月29日，國防科委提交了發(fā)射我國第一顆人造地球衛(wèi)星的報告，經中央專委第十二次會議批準。同年7月，我國人造衛(wèi)星工作正式上馬，原“581”任務改為“651”任務；10月20日至11月30日，中國科學院領導全國的科學精英，在北京召開了中國第一顆地球衛(wèi)星總體方案論證會（“651”會議）。會議對衛(wèi)星總體規(guī)劃、第一顆衛(wèi)星方案、地面觀測系統(tǒng)基本達成共識，并議定衛(wèi)星要在重量、壽命、技術上比美蘇先進。同時中國第一顆地球衛(wèi)星被命名為“東方紅一號”，確定在衛(wèi)星上播放《東方紅》樂曲。“651”會議為我國第一顆人造地球衛(wèi)星的研制邁出了實質性的一步。

　　為了將分散的研制力量集合起來，聶榮臻副總理向中央提出了組建空間技術研究院的建議，并獲得了毛主席的肯定批復。1968年2月20日，中科院所屬的“651”衛(wèi)星設計院、自動化研究所、北京科學儀器廠等十余家科研單位以及當時的七機部部分骨干一起組建了中國空間技術研究院，錢學森兼任院長，“東方紅一號”衛(wèi)星便由中國空間技術研究院負責研制。另外，還在全國各地安排落實了近200個預研和試制項目，大到分系統(tǒng)、小到元部件，“東方紅一號”衛(wèi)星的工程研制工作全面開始。

創(chuàng)新歷程

　　發(fā)射人造地球衛(wèi)星是一項龐大而復雜的系統(tǒng)工程，涉及研制、生產、發(fā)射、測控在內的眾多領域，還必須達到國家提出的4項技術要求，即“上得去、抓得住、聽得著、看得見”。這寥寥12字概括了“東方紅一號”衛(wèi)星的總體技術方案和目標，也概括了技術的難度。

　　首先考慮的，是能否“上得去”。要把衛(wèi)星準確送入軌道，運載火箭必須擁有強大的推進能力。隨著設計方案的不斷修改，“東方紅一號”衛(wèi)星的重量從起初的150公斤增加到173公斤，遠超世界前4顆衛(wèi)星的總和。要把這么重的衛(wèi)星送入太空，難度可想而知。專家們提出了一個“兩結合”方案：用中遠程導彈作為第一級和第二級，利用探空火箭技術研制第三級。通過這三級的連續(xù)傳遞，將衛(wèi)星送入預定軌道，最終實現了導彈技術和探空火箭技術的完美結合。隨后就要考慮“抓得住”，要時刻掌握衛(wèi)星在太空中的位置，這需要計算出衛(wèi)星與地面的距離。對比幾種方案后，專家們決定利用多普勒原理——根據無線電波頻率的變化測出速度，進而測出距離。由于這個解決方案需要一個特殊方程式，研制人員轉變設計思路，重建衛(wèi)星測軌方程式，破解了這個謎題，最終使衛(wèi)星在太空中的位置可以被隨時監(jiān)測到。接下來便是“聽得著”，要讓衛(wèi)星在太空奏響《東方紅》樂曲，研制人員以高穩(wěn)定度的6個音源振蕩器代替“音鍵”，用程控線路產生的節(jié)拍來控制發(fā)音。經過上百次試驗，終于確保東方紅一號奏出了《東方紅》。

　　 最后一道難關就是“看得見”。要想用肉眼就能看到太空中運行的衛(wèi)星，它的亮度必須要從七等星上升到四等星。不僅如此，由于“東方紅一號”衛(wèi)星的直徑僅有1米，也讓“看得見”更加困難。最終，研制人員從折疊傘收縮打開的特點中找到靈感，決定在運載火箭的第三級上安裝一個由高反光亮度的材料制成的、可以在太空中撐開的“觀測體”。由于這個“觀測體”體積巨大，反光亮度極高，人們就可以直接觀察到。此外，為了讓衛(wèi)星在太空中經受住極端溫度變化的考驗，技術人員研制出了一套完整的溫控系統(tǒng)來平衡衛(wèi)星內部的溫度，同時想出了利用其他儀器在工作時產生的熱量幫助衛(wèi)星控制溫度的零耗電方案，巧妙解決了耗電大的難題。?

　　克服種種困難后，衛(wèi)星和運載火箭的研制順利完成。1970年4月24日，“東方紅一號”衛(wèi)星由“長征一號”運載火箭從酒泉衛(wèi)星發(fā)射場發(fā)射升空，10分鐘后，衛(wèi)星順利進入軌道。

重大意義和深遠影響

　　“東方紅一號”衛(wèi)星的成功發(fā)射，是20世紀震撼世界的重大事件，它宣告著一個東方航天大國的崛起。“東方紅一號”衛(wèi)星也作為“兩彈一星”的重要組成，成為中華民族科技強國戰(zhàn)略的重要標志，載入了中華民族偉大復興的史冊。

　　1978年，“東方紅一號”多普勒測速定軌系統(tǒng)獲全國科學大會獎；1985年，“東方紅一號”衛(wèi)星獲得中國首次頒發(fā)的科技進步特等獎。2016年3月8日，經國務院批復同意，為了紀念中國航天事業(yè)成就，發(fā)揚中國航天精神，將“東方紅一號”衛(wèi)星的發(fā)射日4月24日定為“中國航天日”——“東方紅一號”是中國航天之路的起點，也是一個永遠的歷史豐碑。