科技日?qǐng)?bào):續(xù)寫東方紅一號(hào)傳奇——中國(guó)航天向世界發(fā)出民族強(qiáng)音
1970年4月24日,我國(guó)首顆人造衛(wèi)星東方紅一號(hào)發(fā)射入軌,讓中國(guó)人的聲音在太空中唱響。
46年后,這個(gè)日子成為首個(gè)“航天日”。此間,記者走進(jìn)東方紅一號(hào)衛(wèi)星的誕生地、我國(guó)空間事業(yè)的主力軍——中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院,探尋我國(guó)空間事業(yè)的輝煌足跡。
如今,東方紅一號(hào)仍在天上飛行,五院卻已今非昔比。該院院長(zhǎng)張洪太表示,從“土方法”上馬研制出中華第一星以來(lái),五院的產(chǎn)業(yè)能力從“九五”以前年均研制和發(fā)射衛(wèi)星不到1.5顆,到“十一五”期間達(dá)到年均8顆以上,再到現(xiàn)在具備年在研型號(hào)80顆、發(fā)射30顆星船的能力;從過(guò)去高精尖設(shè)備和產(chǎn)品依賴進(jìn)口,到越來(lái)越多性能優(yōu)異的國(guó)產(chǎn)元器件成為中國(guó)衛(wèi)星的標(biāo)配,再到實(shí)施自主可控工程,實(shí)現(xiàn)高性能CPU等300余項(xiàng)關(guān)鍵元器件國(guó)產(chǎn)化,平臺(tái)產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化替代率達(dá)到100%……
截至目前,五院已發(fā)射192顆空間飛行器,106顆星在軌穩(wěn)定運(yùn)行,形成了載人航天、深空探測(cè)、導(dǎo)航定位、對(duì)地觀測(cè)、通信廣播、空間科學(xué)與技術(shù)試驗(yàn)等六大領(lǐng)域航天器研制業(yè)務(wù)。中國(guó)航天一次次向世界發(fā)出了民族強(qiáng)音。
設(shè)計(jì)研發(fā):從筆尺制圖到全三維數(shù)字化設(shè)計(jì)
1958年,我國(guó)派出由趙九章、楊嘉墀、錢驥等科學(xué)家組成的高空大氣物理代表團(tuán),到蘇聯(lián)考察衛(wèi)星工作。但住了70天,他們連衛(wèi)星的影子也沒(méi)看到。中國(guó)人明白了,發(fā)展人造衛(wèi)星,只能靠自己。
1968年2月20日,經(jīng)中央批準(zhǔn),中國(guó)人民解放軍第五研究院(今航天科技集團(tuán)五院)正式成立。面對(duì)國(guó)外的嚴(yán)密封鎖,研制人員別說(shuō)完整的資料,就是衛(wèi)星樣品也沒(méi)見過(guò)?;狙兄茥l件同樣缺乏,手搖計(jì)算機(jī)是搶手的寶貝,畫圖紙、爬格子是設(shè)計(jì)師的必修課。
如今來(lái)到五院數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)中心,映入眼簾的是一排排高性能計(jì)算機(jī),航天器每個(gè)零部件都以三維方式展示在虛擬顯示屏上,各崗位人員集智攻關(guān),一起完善著設(shè)計(jì)方案。數(shù)字化設(shè)計(jì)方案會(huì)傳遞到廠房、車間,通過(guò)數(shù)控機(jī)床、3D打印等方式完美展現(xiàn)。在研制全程,產(chǎn)品檢驗(yàn)、試驗(yàn)等各類數(shù)據(jù)會(huì)完整記錄在信息系統(tǒng)中,方便核查。
從筆尺制圖、算盤運(yùn)算到全三維數(shù)字化設(shè)計(jì)、虛擬試驗(yàn)、產(chǎn)品全生命周期數(shù)字化質(zhì)保,我國(guó)宇航產(chǎn)業(yè)的總體能力得到了翻天覆地的變化。
試驗(yàn)設(shè)備:從自主探索走向國(guó)際一流
衛(wèi)星能不能抗得住復(fù)雜的外太空環(huán)境?如果因?yàn)榭臻g環(huán)境導(dǎo)致衛(wèi)星在軌失效,誰(shuí)擔(dān)得起這個(gè)責(zé)任?這是研制東方紅一號(hào)衛(wèi)星時(shí),趙九章和錢驥面臨的難題。經(jīng)過(guò)慎重考慮,他們做出了“自主研制衛(wèi)星空間環(huán)境模擬設(shè)備”這個(gè)在當(dāng)時(shí)看來(lái)根本無(wú)法完成的決定。
研制人員沒(méi)有資料可查,就去工廠調(diào)研;沒(méi)有專業(yè)基礎(chǔ),就參考圖書館里英文、俄文和日文書籍,從真空、低溫、太陽(yáng)輻照等一些基本原理學(xué)起;國(guó)家沒(méi)有好的工業(yè)基礎(chǔ),他們就自己負(fù)責(zé)工藝和審查圖紙,又做設(shè)計(jì),又跑加工。
1964年,全部材料立足國(guó)內(nèi)的中國(guó)首套空間環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備KM1和KM2研制成功,填補(bǔ)了我國(guó)航天空間環(huán)境工程領(lǐng)域的技術(shù)空白。
如今,坐落在天津?yàn)I海新區(qū)的大型總裝集成與測(cè)試中心里,裝備有五院自主研制成功的亞洲最大、世界第三的KM8空間環(huán)境模擬器;世界上推力最大的電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)140噸振動(dòng)臺(tái);容積排名世界第二的4000立方米高聲強(qiáng)混響室;大型航天器密封性測(cè)試系統(tǒng)擁有目前國(guó)內(nèi)外尺寸最大、構(gòu)型最復(fù)雜、難度最高的收集室。這些國(guó)際一流環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備,即將承擔(dān)起我國(guó)載人空間站等大型航天器總裝、集成、測(cè)試等工作的重任。
宇航產(chǎn)品:從一枝獨(dú)秀到精品匯聚
1967年,東方紅一號(hào)方案確定了“上得去、抓得住、聽得到、看得見”的技術(shù)要求。
為了讓全世界都聽到新中國(guó)第一顆衛(wèi)星的聲音,五院科研人員反復(fù)研究,從火車站的鐘聲中受到啟發(fā),來(lái)到北京樂(lè)器研究所、上海國(guó)光口琴?gòu)S等單位廣泛的調(diào)研,最后決定用電子線路模擬鋁板琴演奏《東方紅》樂(lè)曲。從“音鍵”的選擇、調(diào)配,到所有元器件、材料和測(cè)試儀器,科研人員經(jīng)過(guò)上百次試驗(yàn),終于取得了令人滿意的效果。
由于東方紅一號(hào)衛(wèi)星直徑只有1米,其本體亮度只相當(dāng)于六等星左右,讓地面“看得見”成為難題??蒲腥藛T想出了“借箭顯星”的辦法,在與衛(wèi)星一起進(jìn)入太空的長(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭第三級(jí)上設(shè)置了“觀測(cè)裙”,看到火箭就很容易找到衛(wèi)星了。這項(xiàng)艱巨任務(wù)交給了五院508所。僅用了一年時(shí)間,該所就趕制出耀眼的“裙擺”,其上天后形成直徑4米的球面反光體,能達(dá)到2至3等星的亮度,肉眼直接可見。
樂(lè)音盒、觀測(cè)裙只是東方紅一號(hào)衛(wèi)星上面具有代表性的兩個(gè)產(chǎn)品,當(dāng)年研制這兩個(gè)產(chǎn)品的五院502所和508所,分別成長(zhǎng)為衛(wèi)星控制系統(tǒng)和遙感技術(shù)領(lǐng)域的佼佼者。
相比當(dāng)年?yáng)|方紅一號(hào)一枝獨(dú)秀,如今五院的宇航產(chǎn)品多面開花、精品匯聚,承擔(dān)著載人航天與探月工程、第二代北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)等國(guó)家重大工程的航天器研制工作,以及軍事航天裝備和民用空間基礎(chǔ)設(shè)施的核心建設(shè)工作。
今后,該院還將在國(guó)家重大航天工程建設(shè)方面推陳出新,將抓總研制出一批更具有國(guó)際領(lǐng)先水平、中國(guó)特色的高科技航天產(chǎn)品。
據(jù)悉,預(yù)計(jì)將于2017年發(fā)射升空的嫦娥五號(hào)探測(cè)器將首次為國(guó)人帶回來(lái)自月球的“禮物”,2018年發(fā)射的嫦娥四號(hào)探測(cè)器將實(shí)現(xiàn)人類航天器在月球背面首次軟著陸和地月L2點(diǎn)中繼通信;我國(guó)新一代地球同步軌道換代發(fā)展衛(wèi)星平臺(tái)——“東五”平臺(tái)的研制及其試驗(yàn)驗(yàn)證衛(wèi)星的發(fā)射,可全面滿足2030年前軍、民、商用衛(wèi)星的需求,為東方紅系列大型衛(wèi)星平臺(tái)型譜再添新丁。在空間飛行器在軌服務(wù)與維護(hù)、空間太陽(yáng)能電站等前沿空間科學(xué)與技術(shù)試驗(yàn)領(lǐng)域,五院也在積極開展預(yù)研項(xiàng)目的攻關(guān)工作,這些新空間技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn),將為我國(guó)乃至世界空間技術(shù)發(fā)展帶來(lái)全新的改變,繼續(xù)續(xù)寫東方紅一號(hào)的傳奇。