導(dǎo)讀
一把老虎鉗,兩把銼刀,幾張鋁皮和幾塊三合板,能做什么?
1969年10月下旬的一天傍晚,人民大會堂的江蘇廳內(nèi),東方紅一號衛(wèi)星外形為直徑約一米的七十二面體球形,質(zhì)量為一百七十三千克,采用自旋姿態(tài)穩(wěn)定方式,轉(zhuǎn)速為每分一百二十轉(zhuǎn),利用太陽角計和紅外地平儀測定姿態(tài)。而它就是由一把老虎鉗,兩把銼刀,幾張鋁皮和幾塊三合板開始了它最初的設(shè)計。
將這樣一個衛(wèi)星送上天空研究人員曾遇到了四個技術(shù)難關(guān),衛(wèi)星要上的去、抓得住、聽得見、看得見。
一
上的去:導(dǎo)彈的改造
按照計劃,東方紅一號衛(wèi)星要在近地點441千米,遠地點2368千米,傾角為68.44度的橢圓形軌道上運行。
要想把衛(wèi)星準(zhǔn)確地送入到這個軌道,那么負責(zé)搭載衛(wèi)星的運載火箭,就必須擁有非常強大的推進能力。然而,當(dāng)時中國的火箭大都是單級火箭,還不具備這種運載能力,所以要保證衛(wèi)星上得去,就必需依靠多級火箭。
多級火箭的研究也就此開始。研究人員最終想到了“東風(fēng)四號”導(dǎo)彈——換下彈頭,裝上第三級火箭,這就是后來載入史冊的長征一號火箭。
而攻克這一技術(shù)難關(guān)的是由原七機部第一設(shè)計院副院長任新民帶領(lǐng)的一批年輕人。第二次長征二號的發(fā)射就以成功告終,在蒙古草原上完成十九次成功試車后,衛(wèi)星“上的去”終于不再是問題!
二
抓得?。喝怂銊偬焖?/p>
抓得住,就是指衛(wèi)星升空后,能夠與地面取得聯(lián)系,這就需要地面有一套無線電觀測系統(tǒng),通過這個系統(tǒng),時刻能勘測衛(wèi)星所在的位置。
小科普:想要測定衛(wèi)星的位置,需要運用到多普勒原理,簡單地說就是兩個物體相對運動的時候會產(chǎn)生頻率變化,有這一原理我們就可以測量出衛(wèi)星的運動方向以及與和我們的距離。
這是一個看似簡單的原理,但是卻需要一個特殊的方程式,那就是多普勒測軌方程式。如果有了這個方程式,地面測軌問題就會變得迎刃而解。
但是在當(dāng)時只有美蘇等航天強國才有這樣的方程式,對我國來說還是一個謎題。
為了算出這一公式,研究人員面對的問題是什么樣的呢?巨大的計算數(shù)據(jù)以及簡陋的半自動電子計算機。
在克服重重困難后,研究院終于完成了這龐大的計算,衛(wèi)星從此可以被地面牢牢地“抓住”。
三
聽得見:來自北京火車站鐘聲的靈感
為了讓全世界人民清楚地聽到《東方紅》樂曲,科研人員花費了一番心思。專家們決定用電子樂模仿樂曲的前八個小節(jié),為突出思想主題,四十秒鐘內(nèi)先重復(fù)播送兩遍,然后間隔五秒鐘,再繼續(xù)播送一遍。但究竟模仿什么樂器的聲音才能讓這首象征紅色中國的樂曲更悅耳動聽呢?
劉承熙乎跑遍了北京城所有的樂器店,試聽各種樂器用不同音色演奏的《東方紅》樂曲,卻一直沒有找到滿意的聲音。直到一天,他聽到北京火車站鐘樓整點報時的鐘聲,正是東方紅樂曲!站在鐘樓之下,他反復(fù)聆聽著悠揚悅耳的報時樂聲,頓時茅塞頓開,他決定將這種鐘聲的節(jié)奏與鋁板琴的琴聲相結(jié)合,來演繹東方紅樂曲。
為了讓衛(wèi)星傳出的樂曲能夠被地面上所有型號的收音機接收,最終采用了地面站轉(zhuǎn)播的方法。
四
看得見:給衛(wèi)星加“圍裙”
作為中國第一顆人造衛(wèi)星,只有讓人用肉眼能看得見,才能更好地證明中國成功發(fā)射了衛(wèi)星。但根據(jù)天文學(xué)的相關(guān)研究,東方紅一號被投放到遙遠浩瀚的宇宙當(dāng)中,“看得見”似乎是一項不可能完成的任務(wù)。
就當(dāng)科學(xué)家們陷在這個科學(xué)難題中無計可施時,誰也沒想到,當(dāng)年剛剛出現(xiàn)在北京各大商場里的一種新型折疊雨傘給了大家一絲希望。為了讓肉眼可見,運用折疊傘的原理,在末級火箭上加一個特殊材料制成的“圍裙”,衛(wèi)星上去之后,末級火箭脫離,“圍裙”撐開有幾十米,大面積反射太陽光,與衛(wèi)星一前一后,速度軌道差不多,“看得見”的難題終于成功解決了!
1970年4月24日晚間,一顆衛(wèi)星經(jīng)過北京上空。長安街華燈怒放,人群似潮水一般涌向天安門廣場,大家一邊敲鑼打鼓,高呼著“毛主席萬歲”等口號,一邊伸長脖子,在滿天繁星里搜尋那顆移動著、閃爍著的小星星。至此,中國成為世界上第五個自行研制和發(fā)射人造衛(wèi)星的國家,中華民族掀開了向浩瀚宇宙進軍的嶄新一頁。
節(jié)目預(yù)告
今晚八點(4月26日),CCTV4《國家記憶》欄目將為您講述解放海南島絕密作戰(zhàn)計劃的形成!
文字:湖光&小兵
編輯:止行
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