东方红一号

参见：兩彈一星 § 历史沿革

筹备

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1957年10月4日，苏联发射了人类历史上的第一颗人造地球卫星斯普特尼克1号[1]，同月中苏两国签订《中苏国防新技术协定》，协定规定苏联为中国提供原子能工业、原子弹技术、导弹等多方面援助[18][19]。11月3日，苏联又将太空犬莱卡成功送入太空[20]。1958年1月31日，美国继苏联之后发射了“探险者1号”人造卫星[21]。1958年初，中国导弹和火箭事业的先驱钱学森、竺可桢、赵九章等科学家联名正式向中央建议开展人造卫星的研制工作[22][23]。随后，在1958年5月的中共八大二次会议上，中共中央主席毛泽东提出“我们也要搞人造卫星”[1][23]。

位于内蒙古与甘肃交接处的酒泉发射中心，于1958年开始筹建，获得了苏联专家的援助，数万名军人参与了基地建设[8][9]。1958年8月，张劲夫召集钱学森、赵九章等专家成立了“中国科学院581组”，负责研究人造卫星问题[1]。中国科学院和国防部五院将人造卫星的研制列为1958年的首要任务，计划发展运载火箭和人造卫星，在1959年中华人民共和国成立10周年之际将第一颗人造卫星发射上天，这个设想被称为“581工程”[23][24]。但由于国力过于薄弱，该卫星计划遇到了困难[25][26]。1959年，邓小平指示暂缓卫星发射，随后中国科学院调整了计划，将主要方向调整为探空火箭的研制[27]。

1960年2月19日，中国的第一枚液体探空火箭T7M在位于上海南汇的简易发射场试射成功，飞行高度约为8千米[28]。1960年7月，苏联方面突然宣布将于9月1日前撤走所有的1390位专家和相关资助，343项技术援助合同被取消、257项科技合作项目被中止，“中苏交恶”[29][30]。

此后，随着中国导弹技术的发展，尤其是1964年6月29日中国自行研制的东风二号导弹在酒泉发射成功[31]，钱学森与赵九章认为再次开展卫星研制的条件已经成熟，向中央领导人提交了研制卫星的建议[32][33]。1965年1月，周恩来批示了中国科学院提出的研制卫星的具体方案[32][33]。1965年8月2日，中央专委召开会议正式批准了《关于发展我国人造卫星工作的规划方案建议》，也就是“651工程”[32][33]。在1965年10月中科院主持的一次会议上，卫星总体组组长何正华建议卫星用《东方红》乐曲向地面播放，之后会议同意把中国第一颗卫星命名为“东方红一号”星的建议，得到中央批准[34]。

研制

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按照原定的方案，东方红一号应该是一枚科学探测卫星，需要安装科学仪器。但由于技术要求复杂，方案随后更改为只播放《东方红》，以实现短期内的卫星上天，验证中国的火箭、卫星、测控、发射、地面环境等一整套卫星工程技术，将科学探测仪器留给后续的卫星[33]。东方红一号卫星的总体技术方案和目标后来被确定为“上得去、抓得住、听得着、看得见”[1]。

其中，“上得去”主要依靠长征一号运载火箭[35]。

为了解决“抓得住”，即卫星的成功追踪，原中国科学院地球物理所二部（即今天的中国科学院国家空间科学中心）研制了多普勒跟踪定位系统，由星载发射机，地面多站锁相接收机和适时数据处理等三部份组成[36]。研制人员还解决了卫星测轨的方程式问题，使得对卫星的监测成为可能[35]。

为了实现“听得见”在太空中播放的《东方红》，科研人员研制了用电子乐音的方式模拟出《东方红》乐曲的乐音装置，并让乐音装置在40秒内播送乐曲的前8个小节，用接下来20秒进行遥测信号的传递。试验初期乐曲出现了变调的现象，科研人员请来了上海国光口琴厂的老师傅，学会了使用谐波的方法以解决该问题[17]。除此之外，传递信号的卫星天线面临导电润滑问题，中国固体润滑学科开拓者之一的党鸿辛带领团队成功研制出一种新型固体润滑膜，解决了100℃至－100℃真空超短波天线的导电干膜难题[37]。经天线发出的乐曲由地面接收站进行解码后发到中央人民广播电台，再由广播接力发送到普通收音机上[17]。

对东方红一号卫星的最后一个要求为“看得见”，科研人员在运载火箭的第三级上安装了一个可以在太空中撑开的高反光亮度的材料观测体，方便地面人员观察[17]。

1970年初，科研人员在厂房内测试东方红一号卫星。由于卫星研制的复杂性，又因1966年文化大革命爆发，中国科学院在研制过程中遇到了人手不足的情况[1][38][39][40]。1967年，钱学森将当时38岁的孙家栋任命为卫星项目技术总负责人，两人随后又挑选了18位年轻人人建立了卫星总体设计队伍，躲起來研製，这18人为戚发轫、沈振金、韦德森、张福田、彭成荣、尹昌隆、朱福荣、孔祥才、王壮、杨长庚、王大礼、张荣远、刘泽光、郑忠琪、林殷定、鲁力、王一方、洪玉林，后被称为“航天十八勇士”[41]。 1968年初，东方红一号卫星的初样研制完成[1]。1968年2月20日，中国空间技术研究院成立，由钱学森任院长，东方红一号卫星的研制正式进入一个有计划、有步骤、有组织、有领导的快速发展期，但部分科学家如赵九章、钱骥已靠边遭审查批斗[1][35]。

此后，1968-1969年，大批科学家和知识分子在文革“清理阶级队伍”的政治清洗中遭到迫害[38][42][43]。1968年，在导弹和航天核心专家之中，“两弹一星”元勋赵九章遭迫害自杀身亡[11]，“两弹一星”元勋姚桐斌被毒打致死[44]；截止1968年底，中国科学院在北京的170余位高级研究人员中（均是院士）就有131位被打倒，当年即有20位一级研究员自杀[39][40][45]。1969年3月，因文革派系斗争，又造成火箭试车受阻40余天[10]。4月，正在主持中共九大的国务院总理周恩来得知消息后，多次组织工作人员开会，号召大家为了国家的利益抛弃派别的分歧[10]。在周恩来的极力推动下，5月一级火箭点火成功，6月二级火箭点火成功，但此后两派的矛盾却再度爆发，三级火箭的点火无法推进，直至7月周恩来再次进行了干预[10]。

与此同时，1969年中苏两国在“珍宝岛事件”后一度处于核战争边缘，苏联计划核打击中国北京、长春、鞍山等重要工业城市以及两弹一星的核试验基地罗布泊、发射基地酒泉和西昌[12][13][46][47][48]。1969年10月，面对苏联的核威胁，毛泽东及中共中央决定紧急疏散在京的党和国家领导人[13][49]，酒泉发射基地也进行了家属疏散[10]。时任中共中央副主席、中央军委副主席林彪随后下达《第一号号令》，中国核导弹部队“二炮”随即进入全面核战备状态，这是在中华人民共和国历史上的第一次也是至今唯一一次[13][49]，而时任美国总统理查德·尼克松对中苏之间的核危机进行了干预[12][13][46][47]。

发射与运行

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《人民日报》报道东方红一号发射成功的新闻

东方红一号卫星广播的歌曲信号和遥测数据录音

1970年初，东方红一号卫星完成研制。卫星外形为近拟球体的72面体，直径约1米，质量为173公斤，采用自旋姿态稳定方式，转速为120转/分，利用太阳角计和红外地平仪测定姿态[33]。1970年3月5日，北京卫星制造厂开始组装卫星。3月21日，东方红一号卫星出厂[41]。 1970年3月26日，两枚“东方红一号”卫星和一枚“长征一号”运载火箭，经专列运往酒泉发射基地[10]。

1970年4月1日，东方红一号卫星和长征一号运载火箭运抵酒泉卫星发射中心。17日，火箭和卫星进入2号发射阵地。24日15点50分，钱学森在发射场接到国务院总理周恩来来自北京的电话，获知发射任务已得到中共中央主席毛泽东的批准。[33]

1970年4月24日21时35分44秒，长征一号运载火箭搭载东方红一号卫星从酒泉卫星发射中心准时点火升空，21時48分進入近地點439公里、遠地點2384公里、軌道平面和地球赤道平面為傾角68.5度的近地橢圓軌道，運行地球一圈周期為114分鐘[14]。21时50分，国家广播电视局报告，收到来自从东方红一号播放的乐曲《东方红》[50]。

卫星发射成功后的第二天，国家总理周恩来在广州召开的越南、柬埔寨、老挝三国会议现场宣布中国已经成功地发射了第一颗人造卫星。当晚，即1970年4月25日18时，新华社正式向世界宣布了卫星发射成功的消息：[33]

1970年4月24日，中国成功地发射了第一颗人造卫星，卫星运行轨道的近地点高度439公里、远地点高度2384公里，轨道平面与地球赤道平面夹角68.5度，绕地球一圈114分钟。卫星重173公斤，用20.009兆周的频率播送《东方红》乐曲……

「東方紅一號」的原定设计壽命仅为20天，期間各种遙測数据和计算参数被不断地傳回地面。截至同年5月14日停止發射信號，實際工作了28天，但卫星至今仍然在轨飞行[3]。有外國的無線電愛好者曾在衛星运作期間錄下了「東方紅一號」衛星所廣播的《東方紅》音樂[51]。

视频资料

发射

1970年东方红一号相关纪录片《宇宙高歌东方红》