卫星方案的提出-钱学森图书馆

中国第一颗人造卫星从提出建议到“东方红一号”卫星方案的提出，从卫星本体的设计、研制、试验到初样的成功，以及空间环境的探索和地面遥控系统的建立等等，都是中国科学院为主完成的。随着１９６８年中国空间技术研究院的成立，第一颗卫星的最终设计、研制和发射，改由国防科委和七机部等部门共同组织实施。中国科学院在我国第一颗人造卫星方面做了奠基性、开创性的工作。在纪念中国航天事业创建50周年之际，原中国科学院党组书记张劲夫受国防科工委约请，对此做了详细回忆。我国第一颗卫星模型，在中国科学院诞生１９５７年１０月４日，苏联把人类第一颗人造地球卫星送上天，我们党中央对此很重视，分管科学技术的聂荣臻副总理（以下简称聂总）向我交代，要科学院密切注意有关情况。中国科学院副院长竺可桢、力学所所长钱学森、地球物理所所长赵九章等建议开展中国的卫星研究工作。院党组研究认为：这是关乎国防和人民和平安宁的头等大事，为此，抓紧做了两项工作：一是，拿出了我国第一个卫星规划。应前苏联科学院要求，从１９５７年１０月起，中国科学院地球物理所地球物理国家委员会，在全国范围内组织对苏联卫星观测，并成立了人造卫星光学观测组和射电观测组。先在北京、南京、上海、昆明等地设立观测站，１９５８年发展到１２处。按照吴有训副院长的要求，筹备电子所的陈芳允等几位科技人员自选课题，做了一个无线电信号接受装置，不但能够接收到卫星向地面发射的无线电信号及频率变化，并能计算出它的轨道，从而推测出它里面可能有些什么内容。我多次召集有关科学家座谈。科学家们认为卫星是一项综合性很强的工作，从“任务带学科”考虑，可以带动诸多新兴技术的发展。卫星可以民用，亦可以军用。利用科学院已有的基础加速研究，再加上国防部五院等兄弟部门的力量，用几年时间，我国也能卫星上天。他们还建议科学院应把卫星列为重点任务来抓。因此，科学院党组把卫星研制列为中国科学院１９５８年第一项重大任务，为了保密代号叫５８１任务。１９５８年５月１７日，毛泽东主席在八大二次会议上提出：“我们也要搞人造卫星。”聂总责成我和国防部五院（以下简称五院）王诤等组织有关专家拟定卫星规划。６月，科学院召开大跃进动员大会，科学家们积极主张研制人造卫星。７月，中国科学院向聂总报告，我国卫星规划分三步走：第一步发射探空火箭，第二步发射小卫星，第三步发射大卫星。任务的分工是：火箭以五院为主，探空头和卫星及观测工作以科学院为主，相互配合。要求苦战三年，实现我国第一颗卫星上天。二是，做出了我国第一个卫星模型。为实现规划任务，中国科学院成立了５８１组，专门研究卫星问题。５８１组组长是钱学森，副组长是赵九章、卫一清，成员有杨刚毅、武汝扬、顾德欢、华寿俊等。另设技术小组，由钱学森和赵九章主持。经常参加５８１组会议的有陆元九、杨嘉墀、陈芳允、吕保维、马大猷、孙湘、孙健、王正、吴几康、施履吉等。当时这项工作抓得十分紧，７、８、９三个月，５８１组每周开２到３次会，我和裴丽生、杜润生、王诤、王士光、罗沛霖、钱文极、蔡翘等多次出席他们的会议。与此同时，中国科学院成立了三个设计院：第一设计院负责卫星总体设计和火箭研制，为便于与上海市合作，１１月迁上海，改名为上海机电设计院；第二设计院负责研制控制系统，分三个研究室，业务方向分别是姿态控制系统仿真，遥控遥测和运动物体控制；第三设计院负责探空仪器研制与空间环境的研究，赵九章、钱骥担任科技领导。５８１组夜以继日，奋力拼搏，紧张工作两个多月，通过与院内外３１个单位通力协作，完成了运载火箭结构的初步设计和搞出了载有多种高空环境探测仪器及动物舱的两种探空火箭头部模型，为自力更生发展我国空间事业迈出了可喜的第一步。在１９５８年１０月中国科学院跃进成果展览会保密馆，展出了卫星和火箭的设计图和模型，包括载有科学探测仪器和小狗的两个探空火箭头部模型。党和国家领导人毛泽东主席等都来参观，影响很大。大力聚集和培养人才，积极争取外援卫星技术是尖端技术之一。如果掌握了它，可以使我国的科学技术实现新的跨越。然而，要把卫星做出来，也很不容易。我觉得院党组应该做的：一是大力聚集和培养人才，二是积极争取外援。党组同意这个意见，形成共识。人才问题，一方面是增加科技人员，另一方面是配备实验室和工厂技术工人。技术工人的来源，我们请解放军总政治部帮助科学院调配８０００名年轻的复员技术兵；请铁道部吕正操部长支援我们一批老工人，１９５９年分配到有关所和工厂。后来遇到经济困难时期，根据中央政策，复员兵大部分被精简还乡。因承担国防必保生产任务，经特批，才把一批业经培训，掌握了试制、生产技术的复员技术兵保留下来。科技人员设计的仪器、设备都需要工人师傅做出来，他们不分昼夜、不计报酬，克服困难，按时完成任务。我夸他们是金手艺，他们非常高兴。科技人员当时只靠国家分配大学生远远不够。１９５８年初院党组就研究采取“全院办校，所系结合”的方针，办一以新兴学科为主的大学——中国科学技术大学。５月上报，６月批准，８月招生。校舍还没有着落，火烧眉睫。我让谷羽同志找时任中央办公厅主任的杨尚昆请求支持。杨尚昆同志将中央管辖的北京玉泉路一处军产批给科技大学作校址。我与郭沫若院长去看那个地方，一位少将已经迎候在大门口。他没有等我们开口，就说：“我已经明白了来意，我们立即行动，很快腾空。”学生宿舍不够，李富春副总理批给几万平米的教学楼和宿舍，中国科学技术大学得以按时开学。我看到一个个稚嫩的面孔，背着被褥，或担着担子从北京火车站，步行到玉泉路报到的情景，心里无比的高兴。中国科学院科学技术大学开设了一系列有关空间技术的课程，包括钱学森讲《星际航行概论》，赵九章讲《高空大气物理学》，陆元九讲《陀螺及惯性导航原理》等，后来这些学生成了我国航天科技的骨干。积极争取外援，主要还是前苏联的援助。１９５８年１０月中旬，中国科学院组织了大气物理代表团去苏联考察，团长是赵九章，成员有卫一清、钱骥、潘厚任等。记得是一个星期日我到地球物理所，为了抢时间，我对赵所长说：“说走就走，今天是星期日，后天就走。”在苏联期间，他们参观了一些科研单位，看到一些高空探测仪器及科技展览馆展出的卫星模型，考察了一些天文、电离层、地面观测站等。１９５９年初代表团回国，在总结中认为，发射人造地球卫星我国尚未具备条件，应根据我们的实际情况，先从火箭探空搞起。他们的这一建议正符合当时中央关于卫星工作的指示精神。中央政治局拨巨款，支持科学院搞卫星１９５８年，前苏联和美国相继发射人造地球卫星之后，我们科学院的科学家郑重建议中国搞人造地球卫星研制工作。１９５８年７月、９月，我先后两次向聂总并中央报告科学家们的建议，并提出有关科学院配合国防尖端研究工作情况以及研制人造地球卫星的报告。特别是１９５８年１１月，我作为候补中央委员在参加武昌八届六中全会期间，向中央书记处汇报科学家们对研制人造卫星的意见和计划，得到会议的赞同，中央政治局研究并决定拨２亿专款支持科学院搞卫星。在新中国刚刚成立不久，国家在各个方面用钱的地方很多，能够拿出如此巨款，谁都能够掂得出它那沉甸甸的分量。这些钱怎样用，如何花到点子上？科学院党组经过认真征询科学家们的意见，慎重地研究确定：专款重点用来建设迫切需要的高能燃料、火箭发动机和上海机电设计院运载火箭两个研究设计试验基地，以及水声工作站，风洞，５８１实验室，１０９厂，上海、大连、长春高能燃料研究室和电子、自动化、高温金属、光学等４个配套工厂。我特请院新技术办公室主任（后改为新技术局）谷羽协调财政部文教司，经过李先念副总理批示，中央专款当年年底到位。考虑到火箭推力对卫星发展的制约，钱学森主张科学院先行一步，研究高能燃料。１９５８年科学院召开了高能燃料会议，组织北京、上海、大连、长春四大化学所，戏称“四大家族”的精兵强将，开展液体、固体高能燃料的研制，并探索固液型、游离基及重氢燃料。有了专款，从１９５９年起，北京火箭发动机试车基地、力学所的风洞、上海机电设计院的火箭、北京５８１厂的遥控仪器、１０９厂的半导体元件研究设施，先后都建立起来了。此时，我向聂总建议采取两条腿走路的办法，即在五院利用前苏联资料和一般燃料研究火箭的同时，科学院发挥综合研究优势，完全靠自己探索创新，从高能燃料入手开发研制火箭，作为五院的补充，得到了聂总的赞同。力学所二部由林鸿逊主持，在北京山区建成的两个同量级的液氧、液氢火箭发动机（星际航行运载动力）试车台上，对各化学所研制成功的若干种液体、固体燃料进行台架试验，据记录总共做了１００多次发动机台架试验，取得了成功。经仪器测试记录的科学数据提供给设计单位。按国防科委要求，全部试验资料和数据转交给七机部，高能燃料有工业部门投产供应。国家三年经济困难，卫星发射计划延期卫星要上天，需要做很多工作。其中很难的一件事，就是研制所有装在卫星上面的仪器，要在地面上建一个平台，模拟高空真空环境，仪器在这个地方运转先试验好；送生物上天，也要在北京建立高空模拟实验设备，就是卫星上天以后仪器怎样运转，在地面真空的条件下，所有的仪器、生物等等，都要先进行试验。再加上卫星本体，搞什么仪器等。例如热控：卫星在空中运行时，向阳面温度高达摄氏１００度以上，背阴面低至摄氏零下１００度以下，而仪器设备必须保持在摄氏零下５度至零上４０度范围内才能正常工作。力学所的后起之秀，后来担任了中国空间技术研究院院长的闵桂荣等通过大量的测量、试验、计算和理论分析，采用两个所研制的多种温控涂层，使仪器舱内温度达到总体设计要求。中央专委决定，卫星任务要科学院承担，卫星本体主要由科学院研制。科学院也组织有关部门配合。研究工作中需要搞许多非标准设备。比如，地面模拟真空实验设备，要有关部门帮助做出来，我们在地面上才能试验，而且要在真空条件下试验。我们科学院在北京还建立了科学仪器厂，作为人造卫星的总装厂，而当时科学院的外汇有限，我们花外汇购买的好设备都放在科研仪厂，这个厂能做好多好东西。由于三年经济困难，两位中央常委、副总理陈云、邓小平分别对我说：“卫星还要搞，但是要推后一点，因为国家经济困难。”１９５９年１月２１日，我在院党组会上传达了中央书记处总书记邓小平的指示：“卫星明年不放，与国力不相称。”随后，院党组召开会议，调整空间技术计划，提出“大腿变小腿，卫星变探空”的工作方针，决定调整机构、停止研制大型运载火箭和人造卫星，把工作重点转向研制探空火箭上来。这次调整不是任务下马，而是着重打基础，先从研制探空火箭开路，开展高空探测活动；同时开展人造卫星有关单项技术研究，以及测量、试验设备的研制，为发展中国航天器技术和地面测控技术做准备。院党组提出的具体方针是“以探空火箭练兵，高空物理探测打基础，不断探索卫星发展方向，筹建空间环境模拟试验室。”实际工作首先集中力量研制Ｔ—７型气象火箭，同时，与五院合作研制和平１号探空火箭。１９５９年５月４日，钱学森主持了和平１号火箭协作分工会议，就遥测系统、箭上仪器、结构设计、弹道测量、与靶场挂钩问题作了具体安排。参加会议的有五院刘秉彦、梁守槃等，科学院有谷羽、赵九章等。集中力量研制探空火箭，为卫星开路１９６１年４月前苏联载人飞船进入太空，引起我国科技界和国防部门的极大关注。中国科学院组织了星际航行座谈会，由裴丽生副院长主持，每一次由一个专家主讲一个专题。６月３日的第一次座谈会由钱学森作题为《今天苏联及美国星际航行中的火箭动力及其展望》的中心发言；第二次由赵九章讲《卫星的科学探测和气象火箭测量》。每次中心发言后，他们都请科学家各抒己见，畅所欲言。人们得出一个共识，搞卫星，实际与导弹是互为表里，互为作用的，发射卫星与发射导弹所需要的火箭加速是一回事。大家还就发射卫星是用二级还是三级火箭进行过不同意见的热烈讨论。后来相继报告和讨论了卫星的通信和测控、卫星本体温度控制等各种科技问题。座谈会延续３年，共举办１２次，提出了许多有益的设想和建议，这不仅活跃了学术思想，而且为后来的卫星上马提供了知识储备。Ｔ—７型气象火箭是一种探测６０—８０公里以下的大气温度、气压、风向、风速空间探测系统。麻雀虽小，五脏俱全。包括运载火箭，飞行器、能源、天线，探测仪器，环境模拟试验，地面发射，遥测、跟踪测