来自太空的中国之声——箭在弦上
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航天人们造成了一定的打击,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,不就是说“领袖是安全隐患”么?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(最后还是乐音发生器上保留了像章),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,将其排除就会变得异常困难,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5000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。