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東方紅一號衛星

“東方紅一號”衛星是我國發射的第一顆人造地球衛星,于1970年4月24日21時35分成功發射,由以錢學森為首任院長的中國空間技術研究院研制。“東方紅一號”衛星的成功發射,標志著中國稱為繼蘇聯、美國、法國、日本之后世界上第五個用自制火箭發射國產衛星的國家。

“東方紅一號”衛星的設計壽命只有20天,實際在太空中工作了28天,至1970年5月14日停止發射信號,與地面失去了聯系。由于東方紅一號衛星的近地點高度較高,因此至今東方紅一號衛星仍運行在軌道上。

中文名稱東方紅一號衛星外文名稱Dong Fang Hong I、The East is Red 1
研制國家中華人民共和國研制單位中國空間技術研究院
發射時間1970年4月24日21時35分入軌時間1970年4月24日21時48分
衛星質量173公斤衛星用途進行衛星技術試驗以及一些探測
近地點437.7km遠地點2057.6km
軌道傾角68.4度運行周期110.3分鐘

衛星研制過程

計劃提出

1958年5月17日,毛澤東在中國共產黨第八次全國代表大會第二次會議提出:“蘇聯人造衛星上天,我們也要搞人造衛星,我們也要搞一點,要搞就搞得大一點。”

1965年1月8日,錢學森建議中國暫停研制的人造地球衛星應該重新上馬并列入國家任務,并得到了聶榮臻副總理的贊同。1965年5月,周恩來總理指示中國科學院拿出第1顆人造衛星的具體方案。負責衛星總體組的錢驥帶領年輕的科技工作者很快便拿出了初步方案。該方案由錢驥等直接向周恩來總理作了匯報。

計劃批準

1965年7月,在周恩來總理主持的中央專委會議上原則批準了中國科學院《關于發展中國人造衛星工作規劃方案建議》,確定將人造衛星研制列為國家尖端技術發展的一項重大任務,還確定整個衛星工程由國防科委負責組織協調,衛星本體和地面檢測系統由中國科學院負責,運載火箭由七機部負責,衛星發射場由國防科委試驗基地負責建設。因為是1965年1月份正式提出建議(即錢學森的建議時間),國家就將人造地球衛星工程的代號定名為“651”任務。這樣,中國的人造地球衛星事業從多年的學術和技術準備,轉入有計劃、有步驟地開展工程研制的時期。

研制開始

1965年9月在中國運載火箭技術取得一定進展的情況下,中國科學院開始組建了由趙九章任院長、代號叫“651”的衛星設計院(公開名稱為“科學儀器設計院”),并把中國第1顆衛星命名為東方紅一號。從此,中國人造地球衛星研制工作正式開始。

1965年10月20日至11月30日,召開了中國第1顆人造地球衛星總體方案論證會,最后確定東方紅一號衛星屬于科學探測性質。東方紅一號的發射時間定在1970年,成功的標志,即第1顆人造地球衛星的總體要求是:“上得去,抓得住,聽得到,看得見”。所謂“上得去”就是首先要保證衛星飛上天;“抓得住”就是衛星上天以后地面設備能對衛星實施測控;“聽得到”就是衛星要播送音樂,且可被地面接收和聽到;“看得見”就是衛星在軌飛行時能讓地面上的人用肉眼直接看得見,以便鼓舞人心。

1967年初,中央正式確定中國第1顆人造地球衛星播送《東方紅》樂曲,以便讓全世界人民都能聽到中國衛星的聲音。

正式審定

1967年底,中央最后審定了中國第1顆人造地球衛星的方案,規定該衛星不小于150千克(最終確定為173千克),用長征一號運載火箭發射,并正式命名為東方紅一號。該衛星上天后要“上得去、抓得住、測得準、看得見、聽得到”。為此,后來想了不少辦法,攻克了不少技術難關。

發射衛星

1970年4月1日,裝載著2顆東方紅一號衛星和1枚長征一號運載火箭的專列抵達中國酒泉衛星發射場。4月2日下午,周恩來在人民大會堂聽取即將發射的中國第1顆人造衛星及其運載火箭情況的匯報。4月24日凌晨,毛澤東主席批準實施發射。

1970年4月24日21時35分中國第1顆人造地球衛星東方紅一號在長征一號運載火箭從甘肅酒泉衛星發射場發射,21時48分進入預定軌道。

任務完成

因為化學電池壽命有限,所以東方紅一號設計的工作壽命只有20天,但它實際在太空中工作了28天,至同年5月14日停止發射信號,與地面失去了聯系。在運行期間,衛星把遙測參數和各種太空探測資料傳回地面。

懸浮太空

由于東方紅一號衛星的近地點高度較高,因此東方紅一號衛星仍在軌道上。觀測表明,到2009年2月,東方紅一號還運行在近地點430千米、遠地點2075千米的軌道上。

衛星觀測裙

東方紅一號衛星直徑只有1米,為了使地面“看得見”,技術人員把衛星外形設計成由72面體組成的一個球體,目的之一是使衛星在軌運行時能閃光,因為該衛星是采用自旋穩定方式穩定,所以當它轉起來以后,由于角度不同,就會產生一閃一閃的效果,這樣在地面就比較容易觀測。但研究表明,由于衛星太小,即使這樣,在天氣不好時仍看不見衛星,因為實際上衛星本體的亮度只有六等星左右。所以,技術人員集思廣益又想出一個新辦法:把第3級固體火箭的“外衣”由錐形的“裙”變成球狀的“體”,通過第3級固體火箭的旋轉運動和觀察體結構自身的伸展運動,最終成為4米直徑的球臺。換句話說就是,為了在地球上用肉眼看見衛星,在末級火箭上加上“觀測裙”,使末級火箭的亮度提高為2—3等星,從而便于人們觀看。具體做法是:

做一個布的大氣球(或叫“圍裙”)把第3級火箭包上,發射的時候先不把它放開,等上天以后再吹大,讓它能撐開漲到3米或者更大一點;同時,這個布氣球外頭也鍍上鋁,大面積反射太陽光,那樣的話視覺效果就比1米大得多,大大提高了觀測亮度,因而就能看見了。不過用肉眼看到的是氣球,或稱帶著“圍裙”的末級火箭,而不是衛星本身。氣球起引導作用,看見氣球之后,由于第3級火箭是跟衛星一塊入軌的,與衛星一前一后,速度軌道差不多,前后距離并不遠,所以在其附近很容易就找到東方紅一號衛星了。在東方紅一號上天后,遵照周恩來總理的要求,中國對東方紅一號衛星飛經各國首都上空的時間進行了預報,以便各國觀測,因而在當時引起許多國家的強烈反響。

衛星的外形

東方紅一號衛星的外形為近擬球體的72面體,直徑約1米,質量為173千克,采用自旋姿態穩定方式,轉速為120轉/分,利用太陽角計和紅外地平儀測定姿態。

東方紅一號采用近擬球體的72面體設計外形主要有以下考慮:一是可使衛星有較大的結構利用空間;二是在平面上粘貼太陽電池片比在曲面上粘貼更方便可靠;三是由于衛星采用自旋穩定方式,即衛星自旋軸相對于太陽的取向是不斷變化的,在72面球體上粘貼太陽電池片可便于太陽電池片在不同徑向的面上適當地均勻布設,使任何時刻太陽電池的總輸出變化很小,這對整星能源系統的設計很有利(雖然后來因衛星任務和技術方案有所變化,東方紅一號上最終未粘貼太陽電池片,而采用所攜帶的銀鋅電池供電,但結構設計未改動。另外,在與東方紅一號相同外形的中國第2顆人造衛星——實踐一號上成功地使用了這一設計方案,壽命超過8年);四是采用球形設計,可使衛星飛行時的彈道截面基本不變,所以不用在星上安裝探測儀器,就能用衛星的測軌跟蹤數據反演推算衛星飛經高度的大氣密度值及其變化,從而多得到一些科學數據。

播放《東方紅》樂曲

對于如何產生《東方紅》樂曲,曾提出過幾種方案,經比較決定,采用可靠性高、工作壽命長、消耗功率小、樂音悅耳嘹亮的電子音樂。對于如何發送《東方紅》樂曲,也曾提出過3種方案,最后經研究決定,采用1臺發射機交替發送《東方紅》樂曲。不過,要讓普通收音機直接收聽到東方紅一號衛星播發的《東方紅》樂曲,需在衛星上安裝大功率發射機,但那將使衛星的重量超過1噸,這對于當時中國火箭的運載能力來說是不可行的。為此,采用先由大型地面站接收,再通過廣播電臺轉播的辦法來實現。所以,在衛星發射上去后,全國人民聽到的《東方紅》樂曲都是經廣播電臺轉播的衛星信號。設計人員曾打算在東方紅一號衛星上鑲滿毛澤東像章,但后來在周恩來總理的指示下,為了減輕衛星質量這些像章沒有一起升空。

由于當時正處于“文化大革命”的動亂中,播送《東方紅》樂曲不僅是科研任務,也成了責任重大的政治任務。如果衛星上天后,樂音變調或不響,則無疑是重大的政治問題,研制者有可能被抓起來坐牢。在沉重的思想負擔和精神壓力下,衛星總體組組長何正華和樂音裝置的主要設計者劉承熙冒著政治風險,開始了他們技術上的探索,解決了樂音錯亂和樂音變調等一系列問題。《東方紅》樂曲最后采用電子線路產生模擬鋁板琴聲奏出。樂音裝置的第一批正樣產品是1968年上半年在重慶一家工廠生產的,由于當時生產秩序極不正常,產品中許多元件出現虛焊現象。最后上天的產品是由上海科學儀器廠重新生產的。

為了滿足東方紅一號衛星研制要求,技術人員依靠自己的力量采用了鉚接、陽極化電拋光、光亮鋁件大面積鍍金、鋁件熱處理等多項新工藝,并進行了不少刀具設備的革新,為完成東方紅一號衛星任務提供了物資保證。

例如,在進行衛星蒙皮陽極化電拋光工序時,沒有房子就在露天下進行;沒有容器就鑄造了三個大鋁槽,在雪地里挖個坑,把鋁槽架在上面用木柴燒。就是在這樣的條件下,開展了陽極化電拋光試驗。經過了兩個月時間、上百次試驗,終于使蒙皮的輻射率和吸收率達到了規定的技術指標。

東方紅一號衛星成功發射的意義

東方紅一號衛星的發射成功使中國成為世界上繼蘇聯、美 國、法國和日本之后第五個完全依靠自己的力量成功發射人造衛星的國家。遺憾的是中國發射衛星先于日本幾個月,但失敗了,只有眼睜睜看著日本不緊不慢地發射成功了。

雖然東方紅一號衛星比蘇聯發射第一顆人造衛星“史波尼克一號”晚了13年,但是它的質量超過了前四個國家第一顆衛星質量的總和。從此中國正式加入了“太空俱樂部”時代。

東方紅一號衛星,反映著當時中國的經濟、科技、社會和軍事能力發展水平,是國家綜合國力的重要標志,是影響國際關系格局的重要因素,是促進經濟和科技進步的重要手段,對于增強民族自豪感和凝聚力具有重要作用。東方紅一號衛星上天,在許多國家引起了強烈反響,國外紛紛發表評論指出,這顆衛星發射成功,“體現了中國一直在依靠自己的力量為人類的幸福和進步進行宇宙開發”,“表明中國的科學技術和工業進步達到新高度”,“是中國科學技術和工藝方面取得的突出成就”,“中國掌握了先進火箭技術和制造出大型火箭的技能”。東方紅一號衛星是全國各族人民在中國共產黨領導下艱苦奮斗的結晶,是中國工人階級、解放軍、知識分子的杰出貢獻。之所以能在較短時間內取得如此輝煌的成就,主要歸功于黨中央和老一輩無產階級革命家,毛澤東、周恩來、鄧小平、葉劍英、李先念、聶榮臻等老一輩無產階級革命家和世間的局勢,對衛星事業自始至終都傾注了大量的心血。“嚴肅認真,一絲不茍,穩妥可靠,萬無一失”等指示,已成為航天科技工作者的座右銘。

東方紅一號衛星文化是“兩彈一星”精神和航天精神的體現。在東方紅一號衛星的研制過程中,中國依靠自己的力量,全國大協作,建立起了一個比較完善和健全的航天科學技術研究、設計、試驗、制造及質量保障和管理體系,鍛煉和造就了一支又紅又專、技術水平高、能打硬仗、善于攻關、專業配套、老中青相結合的航天技術隊伍。歷史會記住錢學森、趙九章、郭永懷、錢驥、陳芳允、楊嘉墀、王大珩、王希季、任新民、孫家棟等“兩彈一星”元勛對中國第一顆人造衛星的杰出貢獻。

東方紅一號衛星
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最新更新:2015-08-07 09:47
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