“新华社四月二十五日讯：一九七〇年四月二十四日，我国成功地发射了第一颗人造地球卫星。卫星运行轨道，距地球最近点四百三十九公里，最远点二千三百八十四公里，轨道平面和地球赤道平面夹角六十八点五度。绕地球一周一百一十四分钟。卫星重一百七十三公斤。用二〇.〇〇九兆周的频率，播送《东方红》乐曲……”
这段穿越了四十余年沧海桑田的电文所述的历史事件，想必各位早已熟知：正是47年前的今天，我国发射了第一颗人造卫星——“东方红一号”。为了纪念中国航天事业成就，发扬中国航天精神，去年，国务院将中国航天日设在了这个特别的日子——每年的4月24日。第一颗卫星的重要意义不再赘述，借此，我们想为大家分享它背后的故事。
“东方红一号”卫星
1957年，苏联成功发射人类第一颗人造卫星；紧随其后，美国于1958年成功发射其第一颗人造卫星。当时，国际上的冷战格局正在形成，两个超级大国已经成功将代表其影响力的人造卫星送上太空。对于我国来说，发射人造地球卫星，不仅能对地球物理科学的发展起到质变性的推进作用，而且也是当时不被认可的我们在国际舞台上重新扬名的机会。因此，我们做了一个大胆的决定，留下了毛主席1958年演讲时那句掷地有声的话：“我们也要搞人造卫星！”
毛主席：我们也要搞人造卫星！（来源：纪录片《国之大器》）
然而，以我国当时的国力，难以同时维持很多大科学工程项目。更多的资源，重点投入在了我们现在所说“两弹一星”的“两弹”之中——原子弹和导弹的研究。它们涉及更为重要的国防事业。经过我国科学家们十年如一日地艰苦奋斗，我国终于在1964年10月16日成功爆炸了第一颗原子弹。
1964年，我国第一颗原子弹爆炸成功
在1964年原子弹爆炸后的举国的欢庆之中，空间物理学家赵九章想起了毛主席的话，想起了全国人民搁置了6年已久“航天梦”。既然原子弹和导弹的实验已取得阶段性的成功，我们就可以把更多的精力集中在人造卫星上来。于是，他马不停蹄地上书总理，希望重启卫星的研制工作。正是这封上书，拉开了我国人造卫星的序幕。
赵九章先生上书的书信（来源：纪录片《军工记忆》）
赵九章的提议马上就获得了总理的认可。次年，国务院批准了科学院的方案，并召开了一个全国性的方案论证会，决定在1970年左右发射第一颗人造卫星——史称“651”任务。会议中，国务院提出了对卫星的要求。各位或许认为，国家对第一颗卫星的重视程度很高，要求一定会非常多。但结果恰恰相反——国家的要求非常简短，甚至仅有12个字：“上得去、抓得住、听得着、看得见”。
这些看似都是当代航天的最基本不过要求，但在那个物质非常匮乏、技术非常落后的年代，想要实现却何其困难！曾参与卫星研究的潘厚任教授在一次采访中打了比方，说发射卫星就好比像是你想吃馒头，可是没有现成的馒头；想做馒头，可是面粉也没有；想要面粉，可是连小麦都没有；你想吃馒头，只能从种麦子做起……
北京友谊宾馆，会议部署651任务的地方（来源：纪录片《军工记忆》）
说到这里，我想先解释一下这12个字的意思，对于651任务的困难，给大家一个更明确的体会。
上得去，就是首先保证卫星可以上天。这是对火箭的高要求，必须可以加速冲破第一宇宙速度，才有可能把卫星送入轨道。事实上，关于探空火箭的研究，早在651任务之前已经悄然展开。经过“十年磨一剑”，科学家们在荒凉的草原上研发出了固体火箭发动机，使我国成功拥有了足以完成航天任务的运载火箭——长征一号，为卫星的发射打下坚实的基础。
抓得住，意味着卫星上天以后，地面的设备可以对卫星实施测控。我们一般运用多普勒技术作为跟踪卫星的技术，但在当时该技术只有美苏两国拥有。于是，我们的科研人员结合了传统通讯方法，将一个特殊应答机安装在卫星上，接受地面雷达信号。事实证明，这个相对低成本替换，却出其不意地出色地完成了监测任务。
听得着，指的是卫星要播送地面可以收听到的音乐。遥测，是卫星最根本的任务；遥测系统，也是卫星的核心系统。可以说，没有遥测系统把高空物理数据传回地面，这颗卫星就是一条飞着的咸鱼。可若是想把音乐信号传回来，就要想方设法提高音乐的质量（苏联的卫星传回的信号是不连续的电码，传回连续信号的要求高很多）。音乐盒的设计师刘成喜跑遍全国各地，才从上海口琴厂那里得到启发，做出了电子线路模拟铝板，保证了音乐信号的质量。
“东方红一号”的音乐盒
看得见，是希望这颗卫星可以被地面上的人们肉眼看见。各位可以试想一下，在仰望星空时，你是否见过几千公里上空有卫星在运动？如果说前三个是技术的难题，那么这个要求简直就是不可能完成的任务！无论如何设计，卫星自身的反射也只能达到六等星的亮度。为解决这个问题，我们的科研人员改造了和卫星一起入轨的第三级火箭，将一个直径近4米镀铝的围裙包在上面，并在入轨后展开。如此一来，反射光的面积大范围增大，亮度达到了二等星，足以被地上的人们直接看到。
观测裙示意图
除了这四项困难任务外，由于当时中国基础学科很差，技术水平十分有限，因此一些科学实验进展同样十分缓慢。恰逢特殊的历史时代，技术的困难重重甚至都不能成为影响卫星科研的主要因素。
1966年，一场“文化大革命”的风暴席卷中国，航天事业的发展也遭受重创。但是，其他国家并没有停止探索太空资源的脚步。1969年7月，美国人将“阿波罗11号”送往月球，实现了登月的壮举，意味着美国的航天业走向巅峰。阿姆斯特朗在月球上迈出了一小步，成为人类迈出的一大步。
阿姆斯特朗代表美国完成登月壮举
为了算清楚运行轨道，没有如“超算”这般强力的工具帮助时的我们只得拿手摇计算机夜以继日地慢慢计算，甚至算盘都用上了，最终一条轨道竟要算上个一年。为了模拟太空中的低温环境，我们必须找到液氮进行实验，而当时的液氮并不像现在那样普通，科学家们只能亲自骑三轮车把珍贵的液氮拉进实验室。为了完成真空实验，科学家们只好日夜兼程地守着仪器，守着难以获得的高真空去监测数据的异常。更有甚者，卫星的加工过程涉及精密加工，元器件数量车载斗量，在那个并没有任何现代化仪器的总装厂，工程量可想而知。在政治干预与技术挑战等的压力下，东方红一号工作组的倾尽全力，保证每一项任务如期完成。正如时任东方红一号总装厂科研人员的陈士祥所说：“每拧一个螺丝钉，都要让毛主席放心。”终于，1970年3月，两颗卫星完成总装。
北京航天城的卫星模型，是东方红一号的备份星
时间悄然走到了1970年的4月，计划中发射的日子。事实上，历史中卫星发射失败的案例不胜枚举。1967年，美国阿波罗一号在模拟发射时失火，致3名宇航员丧生；1986年，美国挑战者号飞机更是发射升空后72秒直接爆炸解体坠毁，带走了7名宇航员的生命……技术成熟的美国尚且如此，第一次发射卫星的我国，能否成功还是个未知数。
那1970年酒泉卫星基地的发射架上的火箭，是科学家们数年克服重重困难付出的果实，承载着整个中华民族的希望。
所有人都在期待发射升空，却不敢直视倒计时的声音……
“长征一号”火箭运载“东方红一号”卫星
10…9…8…7…6…5…4…3…2…1…
点火！
发射！
火箭发射成功！
观看卫星欢呼的人群（来源：新华网）
真的，成功了……吗？
还再等等。
科学家们都心知肚明，只有从天空中传出遥测数据（如“东方红”音乐），才可以证明发射成功。
“23号，跟踪良好！”
“11号，跟踪良好！”
“16号，跟踪良好！”
“东方红，太阳升，中国出了毛泽东……”
（点击链接收听“东方红一号”卫星传回的乐曲）
人民日报关于“东方红一号”发射成功的报道
“东方红一号”卫星发射成功了。我国已然成为世界上第五个拥有独立发射人造卫星能力的国家。这颗卫星的成功，就是那个年代的奇迹。
这颗卫星的质量为173kg，比之前四个国家首次发射的卫星质量总和还要重；这颗卫星工作了28天没有出现任何故障，比预计的工作时间20天还要长了8天；这颗卫星成功完成了计划的四项任务，无论天空中有多少星矢，人们都会指着那颗东方红说，这是夜空中最闪亮的星，你能否看清？
东方红一号地面照片，摄于近期。最长的拖线是东方红一号所留下。
来源：北京天文馆朱进微博
昨天，我在参观中国科学院与“两弹一星”纪念馆时，听到有人开玩笑地说：“这颗卫星有什么稀罕，我自己就可以举起来！”我只想说，那你一定从未能理解，那时他们是有多努力吧。我们从未能经历过那段峥嵘岁月，也从未能感同身受，那曲并不很悠扬的“东方红太阳升”，到底意味着什么。但是，当你回首这段备尝艰苦的过往，回望这些不平凡的故事，在你的心底，是否燃烧起对我国早期老科学家们的深深的敬重？是否燃烧起为国家的事业拼尽全力的动力？历史从未忘记，那颗依然悬挂在空中的卫星不断给予我们后代无限的鼓舞，这就是“两弹一星”精神活在我们心中的意义！
编辑：Lixy
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