在本系列最近的四集里,50年前的人们经历千难万险,一步一个脚印完成了如何让我国第一颗卫星“东方红一号”能够“上得去”“抓得住”“听得见”“看得见”这四大挑战。终于,人们即将迎来收获的时刻。
而在此之前,就在发射星与发射箭在厂内加紧建造的时候,1970年2月11日,日本将本国的第一颗人造卫星送入了太空,抢在了我国前面。
日本第一颗人造卫星——大隅号模型
这个消息对当时的航天人造成了一定的打击,但我国第一颗人造卫星的进度依旧不能落下,卫星与火箭的生产、组装、测试工作依旧在紧张进行中。
然而,即便是到了最终发射前夕,这些工作依然波折不断。
在卫星出厂之前,钱学森、孙家栋等人找到了周恩来总理,汇报卫星出厂进展。而这次的汇报,让孙家栋很没有底。
因为卫星已经超重了。
由于方案的修改,以及“力保万无一失”的要求,卫星的质量从1967年底的150千克又上升至173千克,尽管仍然有小幅上升,但依然在把控之内。
然而,还有一种特殊的载荷是计划中没有的,那就是印有毛主席头像的像章。在那个特殊的年代,人们为了表达对于领袖的爱戴,都会佩戴这样的像章。对于我国第一颗人造卫星这一历史性的成果来说,每个参研单位都准备了一颗,把它安装在仪器的外壳上,来展示这一份真挚的情感。尽管像章不大,但所有单位组合在一起,聚沙成塔,总质量就很可观,卫星就有入不了轨的风险。
不仅如此,这些像章并不是经过特殊设计的,如果每个仪器上都安装,那么可能会对仪器的散热造成不良影响,甚至导致宕机。
但当时孙家栋只能急在心里,却无可奈何。
如果为了发射成功,将领袖的像章取下来,这个政治风险谁都不敢冒。但反过来,如果真的因为像章的问题导致任务失败,那么这个政治风险更加巨大——这可是我国第一颗人造卫星!
无可奈何,最后还是需要请周恩来总理定夺。
总理听完汇报后,说了一句意味深长的话:“对毛主席的热爱是正确的,但在表现的时候也要分时间和地点。你看,不是所有的会议室都悬挂了毛主席像,也不是每个地方都一定要有毛主席像,这其实是需要取舍的,具体怎么做,你要根据具体情况来定。”
孙家栋在那个时候知道,他心中的一块石头落了地。
在取下了大部分的像章后(乐音发生器上还是保留了像章),卫星的出厂终于顺利进行。尽管出厂复核过程中仍然出现了小瑕疵,但两颗卫星(东方红一号和它的其中一颗备份卫星)的总体状态依然良好,可以执行发射任务。
1970年4月1日,经过了若干天的运输,装载卫星与火箭的军列缓缓驶入酒泉卫星发射中心。
次日,周恩来总理再次召集参与“东方红一号”发射任务的科学家代表,于当晚19时在人民大会堂听取卫星准备工作汇报。总理听得特别仔细、认真,在听取火箭研制人员汇报弹道参数的时候,他还拿起纸笔进行现场验算,在计算完之后,他突然提问:“为什么与设计的偏差了几毫秒?”研制专家对总理的专注大为惊叹,连忙表示“这是由于小数点后四舍五入导致的。”
周总理还对卫星途径的国家与城市十分在意,叮嘱大家一定要做好预报——做好,做准确。最后,还提出了“严肃认真、周到细致、稳妥可靠、万无一失”的十六字方针。直到现在,这十六字方针依然是我国航天部门开展科研生产活动的座右铭。
这16字真言在航空领域也十分重要
随着火箭、卫星的总装测试工作的推进,一些新的问题又出现了。
“长征一号”运载火箭有四套应急系统,包括三套火箭自毁系统与一套卫星关闭系统。
火箭自毁系统是运载火箭(或者战略导弹)的标配,在“长征一号”的自毁系统由五机部(负责兵器,现并入工信部)提供。第一套自毁系统是延时自毁系统,在火箭的一级、二级均有安装,工作原理很简单,就是一个定时器,按照发射时序进行设定,一级的延时自毁系统将在接收到一级关机预令后延时175秒,令其在空中炸毁;二级延时自毁系统原理与一级一样,不过延时时间增加到了483秒。第二套自毁系统是姿态失稳自毁系统,当火箭的陀螺仪中有两对自毁触点,一旦运行失控,超过姿态设定范围,则也将引爆火箭。第三套自毁系统由地面控制,一旦火箭在运行过程中发生其它险情且无法挽回时,将由地面工作人员发送自毁指令。
细心的你可以注意到,这些自毁方法都是针对火箭的第一级与第二级,第三级没有安装控制系统,仅安装了遥测系统。一旦第三级运行不正常,导致卫星无法入轨,地面人员将无计可施。只能眼睁睁地看着卫星再入大气层,化作一道流星——并且是唱着“东方红”乐曲陨落的。
这个问题就大了,它相当于是我们向世界广播卫星发射失败。
为了避免这种重大政治问题的发生,钱学森提出,在第三级火箭上也安装了一个卫星关闭系统,俗称“过载开关”。
这个“过载开关”的工作原理直至目前也没有披露,但依然可以由一系列线索推定:
由于卫星不受地面的直接控制,如果想令卫星关闭,除了直接引爆第三级,顺带引爆卫星,似乎别无他法;而“过载开关”打开的方式,顾名思义,似乎是根据第三级推进产生的加速度来判别,考虑到空间状态的影响、火箭第三级尺寸的限制以及技术环境的背景,有可能是由类似水银开关形式的存在。当然,这里仅仅给出一种可能的猜测,一切需要等到相关资料的披露才能确切了解。
就这样,火箭的四套应急系统就完成了。
但酒泉卫星发射中心负责测试的人们此时又提出了一个新问题。
第三级火箭是要在太空中工作的,而这个卫星关闭系统此前仅接受过地面测试,没有经过空间环境的测试。一旦由于空间环境导致系统启动,那么卫星即便顺利入轨,它也发不出“东方红”的乐音了。换句话说就是,好端端的一颗能入轨的卫星,炸了。
这是一个更加巨大的政治风险。
怎么办?
这个问题让钱学森也陷入了沉思。
安装与不安装都有风险,但要是再进行测试,时间不等人。银锌电池在加注电解液后会自发反应,其待机寿命只有三个月,卫星出厂时已经添加并封装。如果再补加空间环境测试,无异于取消任务。
在经过深思熟虑之后,钱学森也决定,向上级汇报。
此时卫星与第三级火箭的组合已经完毕,整体处于横置状态
1970年4月14日,钱学森、任新民、杨南生、戚发轫等专家与领导从内蒙戈壁乘专机赶到首都北京,向周恩来总理汇报4月8日运载火箭的总检查与4月10日卫星的总阵地工作情况。
这次的汇报工作从19时开始,持续了5个小时。总理询问的内容比以往更加详尽,包括卫星具体质量、轨道参数、能否入轨,入轨之后能不能唱响“东方红”等等,在场的专家们一一予以回应。对于“卫星能不能一次成功”这一核心问题,戚发轫实事求是地回答:“凡是能想到的,在地面能做的试验我们都做了,都没有问题,就是没有经过空间环境的考验。”
当汇报到产品里有多余物的时候,总理的表情变得很严肃,指出“不能把钳子、松香丢在里头”,“要谦虚谨慎,搞好协作”,“成功了之后还要继续前进,不要骄傲自满”。在听取戚发轫汇报“卫星电池在横置状态下,时间长了存在一定漏液风险”时,总理也严肃地表示“做总体的需要像‘货郎担子、赤脚医生’那样,走出大楼,下到研制单位”,要求总体部门交代清楚具体工作。
对于是否摘除卫星“过载开关”的问题,总理并没有当场给出确定答复,仅基于运载火箭的可靠性汇报,作出了“可以摘除”的初步判断。
会后,总理要求参与汇报的人员向上级撰写一份书面报告。于是,火箭一二级负责人任新民、火箭第三级负责人杨南生、卫星负责人戚发轫连夜编写,在第二天一早便将报告提交给中央。
4月16日22时22分,周恩来总理亲自向国防科委打电话:允许摘除“过载开关”,火箭与卫星可以进入发射区,同时指出“一定要认真地、仔细地、一丝不苟地、一颗螺丝钉都不放过地进行测试检查。”
火箭的发射进入了最后准备阶段。
正在吊装的火箭一级,第二级与加装整流罩的第三级正在等待吊装
但问题仍然会时不时冒出来。
4月19日,在卫星的测试中,超短波信标机出现了主载波功率下降,谐波功率增加的异常情况,可能干扰卫星测控。戚发轫立刻组织人手,带上仪器设备,现场排查问题,最后发现是第三级火箭仪器隔热层翻卷不正常,阻碍了信号传播,经过重新翻卷后,恢复正常。
4月21日中午,发射场报告,火箭的第三级出现异常。国防科委当即要求将备用的固体火箭发动机紧急调运到发射场。由于事出紧急,上面的“过载开关”甚至还没有拆除。一架运输机连夜带着备用固体火箭穿过雷雨区,冒着静电引爆的危险,将其送到了发射场。
1970年4月24日,发射日。
当日凌晨,毛泽东主席批准了“东方红一号”的当日晚21时的发射计划。
工作人员在对卫星与火箭进行最后一次检查后,5时40分,“长征一号”运载火箭的燃料开始加注。一旦偏二甲肼与硝酸-27S组成的火箭燃料开始加注,将其排出就会变得异常困难,火箭基本上进入了一个不可逆的发射状态。
13时35分,火箭燃料加注完毕。
15时50分,周恩来总理向在发射场的罗舜初将军打去电话:“毛主席已经批准了此次发射,希望大家鼓足干劲,一次成功”。指示传遍了发射场,所有人都兴奋地等待着发射时刻的到来。
勤务塔的悬臂已打开,标志着进入最后阶段
20时,“一小时准备”口令下达。
20时20分,意外又发生了。
卫星应答器失联。
所有人的心一下子提了起来。
为什么在这个时候突然出问题?
发射中心的人们顿时开始寻找问题的所在。他们需要争分夺秒——发射场天气预报报告,晚间9点至10点,发射场上空的云层会裂开,如果不能赶在这个窗口发射,那么任务就有被取消的风险!
同时,发射中心向周恩来总理请求延长半小时,总理当即同意,并指出“一定要把应答机故障解决好”。
经过8分钟的摸排,人们发现只是地面设备的接头松动,接上去以后,又正常了。
万幸,不需要派人爬上装满燃料的火箭去检查卫星。
21时整,“半小时准备”口令下达。
这时,湖南新化观测站报告,此前观测站的单脉冲雷达损坏一只电子管,于8点30分修复,按照技术要求,应当需要40分钟的调整时间。
不得已,发射场再次致电周恩来总理,请求推迟到9点35分发射。
尽管距离发射场千里之遥,总理仍然感觉到了人们的紧张心理,便在电话中下达最后一个指示:“不要慌忙,不要性急,要沉着,要谨慎,关键是工作要准确,要把工作做好。延长十分八分也是可以的。”
钱学森也建议没有特殊改动,就在9点35分发射。
21时05分,“半小时准备”口令再次下达,所有人撤离发射区,进入掩体。
时间在一分一秒地过去。
21时34分,“一分钟准备”口令下达。
冲刺时刻来了!
坐在主控室内的胡世祥,紧张地等待着这个时刻的到来。
他是点火按钮的操作员,此时,他身上肩负着的,是几千名科学家、工程师、技术工人以及干部12年来的辛勤汗水,是全国8亿人对于第一颗人造卫星的热切期盼,是中华民族五千年来的飞天梦想。
胡世祥在启动点火按钮
21时35分,“发射”口令下达。
他微微颤抖,用尽了全身的力气,按下了红色的点火按钮。
← To be continued……
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天才琪露诺,BAKA