克服重重困難 完成四大目標
“上得去、抓得住、聽得著、看得見”,寥寥12字概括了“東方紅一號”衛(wèi)星的總體技術方案和目標,也概括了技術的難度。
首先考慮的是能否“上得去”。按照計劃,“東方紅一號”衛(wèi)星要在近地點400多千米、遠地點2300多千米的橢圓軌道上運行。想把衛(wèi)星準確送入軌道,負責搭載衛(wèi)星的運載火箭必須擁有強大的推進能力。
專家們提出了一個“兩結合”方案:用中遠程導彈作為第一級和第二級,利用探空火箭技術研制第三級。通過這三級的連續(xù)傳遞,將衛(wèi)星送入預定軌道。在時任火箭技術負責人任新民的帶領下,運載火箭正式進入研制階段,最終實現了導彈技術和探空火箭技術的完美結合,解決了“上得去”的難題,也讓“運載火箭的能力有多大,航天的舞臺就有多大”這句話廣為流傳。
想在地面上“抓得住”衛(wèi)星,就要時刻掌握衛(wèi)星在太空中的位置,這需要計算出衛(wèi)星與地面的距離。對比幾種方案后,專家們決定利用多普勒原理——根據無線電波頻率的變化測出速度,進而測出距離。這個解決方案卻需要一個特殊的方程式,這對當時的中國科學家來說是一道難題。
對此,“東方紅一號”衛(wèi)星研制人員轉變設計思路,重建衛(wèi)星測軌方程式,破解了衛(wèi)星測軌方程式的謎題,最終使衛(wèi)星在太空中的位置可以被隨時監(jiān)測到。
接下來,人們將目光集中在了“聽得著”和“看得見”上。
要讓衛(wèi)星在太空奏響《東方紅》樂曲,這在當時具有很高難度。研制人員以高穩(wěn)定度的6個音源振蕩器代替“音鍵”,用程控線路產生的節(jié)拍來控制發(fā)音,經過上百次試驗,終于確?!皷|方紅一號”奏出了《東方紅》。
“東方紅一號”衛(wèi)星總體組成員胡其正提及,要讓普通收音機接收到衛(wèi)星傳來的樂曲,大家提出了“接力”的辦法?!拔覀冊诘孛嫔现苯勇牪坏健畺|方紅一號衛(wèi)星播放的樂曲,需要通過衛(wèi)星的天線發(fā)送、地面站的接收,再由電臺轉播?!逼莅l(fā)軔回憶。
最后一道難關就是“看得見”。要想用肉眼就能看到太空中運行的衛(wèi)星,它的亮度必須要從七等星上升到四等星。不僅如此,由于“東方紅一號”衛(wèi)星的直徑僅有1米,也讓“看得見”更加困難。最終,研制人員從折疊傘收縮打開的特點中找到靈感,決定在運載火箭的第三級上安裝一個由高反光亮度的材料制成的、可以在太空中撐開的“觀測體”。由于這個“觀測體”體積巨大,反光亮度極高,人們就可以直接觀察到。