本文為《航天史》系列連載文章，本期為第 42 篇

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上文書說到了蘇聯要在新的領域另闢蹊徑，因為登月已經被美國搶先了。所以，蘇聯開始轉向空間站方面。其實空間站和軍事的關係非常緊密，一開始美蘇兩國都想搞載人的偵察衛星。這個想法後來就演變成了載人的空間站，宇航員可以長期居住在太空，時間就比較寬裕了，蘇聯在為這個目標準備著。

從 60 年代末進入 70 年代，世界格局在發生變化。1969 年中蘇之間發生了珍寶島事件，這當然不是什麼好事兒。美國雖然在登月上出了風頭，但是在越南陷進去了。中美中蘇之間的關係，快要發生微妙的變化了。當然，我們是開上帝視角看待歷史。當時的人可能還意識不到這一點。

東風4號導彈

當時中國正在研發東風 4 號導彈，這是一種 2 級火箭。而且射程非常遠，雖然 4000 公里的射程還算不上洲際導彈，也可以威脅到美國在太平洋上的第二島鏈。關島的機場是可以駐紮 B52 轟炸機的，可以對亞洲大陸產生直接的威脅，如果彈道導彈能打到關島，就該美國人睡不著覺了。從新疆發射的話，是可以威脅到莫斯科的，當然我們當然希望射程再遠一點，這樣在青海發射也能打到莫斯科。大家的印象裡，青海是偏遠地區，其實呢，青海離所有的邊界都很遠。

東風導彈的技術源流就是來自於仿製蘇聯的 R-2 導彈，R-2 導彈用的是液氧酒精作為燃料，這東西作為導彈的燃料不太合適，因為液氧是不能長期儲存的。東風 1 號和 2 號導彈都是沿用了液氧酒精方案，從東風 3 號導彈開始，開始改用紅硝酸+偏二甲肼的方案。

過去是用雙氧水經過催化分解以後，驅動渦輪泵。燃料改了，發動機也就必須發生改變，改用燃氣發生器迴圈。我們以前講過燃氣發生器，渦輪泵需要短時間內往燃燒室裡面噴入大量的燃料，必須先弄出一部分燃料先燃燒，用產生的廢氣吹動渦輪泵。不然渦輪泵的動力從哪兒來呢？這就是 YF-1 發動機。這種發動機和蘇聯的飛毛腿導彈上的發動機是很相似的，畢竟有共同的技術源流嘛，倒也不奇怪。

YF-2型發動機

YF-1 型發動機的功率還是不夠，因此用 4 個 YF-1 發動機並聯在一起，組成了 YF-2 發動機，這種發動機有 4 個噴口，4 個渦輪泵。地面推力提升到了 104 噸。這種發動機就成了東風 3 號和東風 4 號的主發動機。這種發動機和蘇聯 R-7 火箭用的 RD-107 有點相似。RD-107 發動機也是採用了 4 個燃燒室。但是，人家蘇聯只用了一個渦輪泵，當然就比 4 個要簡單，而且還輕。不過中國當時的技術水平不如蘇聯人，用 1 個渦輪泵的話，可能會顧此失彼，還是用 4 個比較穩妥。

YF-3型發動機

第二級採用的是 YF-3 發動機，這個發動機其實是 YF-1 的真空版。因為火箭的第 2 級將工作在真空裡，一般來講，真空版需要加大噴管。同時，YF-3 還調整了渦輪泵，減輕了重量。

當然，東風 4 號的研製正好碰上文革的亂局，各方面的工作都會受到影響，抓革命促生產，說實話，還是抓革命比較多。因為東風 4 號要搞一魚兩吃，同時兼顧發射衛星。如果當導彈用，可以搭載一顆 330 萬噸當量的核彈。如果要發射衛星，2 級火箭是不夠的，需要加一個第 3 級，是一枚固體火箭。

固體火箭是在內蒙的戈壁灘上研發的。也就是幾間空殼的廠房，還有幾座孤零零的宿舍樓，也沒有其他的房子了，就連吃飯的食堂都是草棚子。沒辦法，宿舍樓就兼任辦公室了。吃飯睡覺還有工作，全在一起。有家室的人覺得這筒子樓不方便，只能到周圍農民家租房子住，你想啊，戈壁灘上農民住的都是稀稀拉拉的。普遍都在都在 10 公里開外。科技人員騎著腳踏車上下班，頂風冒雪的，也都不容易。

聶帥和錢學森

儘管條件惡劣，這還不是最大的麻煩，文革也波及到戈壁灘的廠裡。也是鬧得一塌糊塗，秩序一片混亂，工作怎麼可能不受影響呢？這邊研發固體火箭發動機磕磕絆絆，那邊衛星也不順利，各部門之間配合的也不好。聶榮臻聶帥那叫一個著急啊。他找來錢學森，商量著一起重組衛星研發部門。最後決定，整合出一個空間技術研究院。這下就不至於各自為戰，互相不協調了。

東方紅1號衛星天線摺疊起來的狀態

當時，東方紅 1 號衛星也進入緊張的設計階段。為了增加在軌工作時間，必須提高蓄電池的容量。因為東方紅 1 號全靠衛星上自帶的電池，沒有使用太陽能電池，要支撐 20 多天的工作時間，電池少了不夠用，衛星的總重量增加到了 120 公斤。衛星的軌道也有綜合考慮，還要考慮地面測控站是不是方便測控。畢竟，這需要為後續的返回式衛星多考慮考慮。

衛星是從酒泉發射，酒泉的緯度是北緯 41 度。假如軌道傾角是 42 度，向東發射，可以借用地球自轉甩一下，可以省點燃料。從包頭、呼和浩特、張家口、北京上空飛過去。但是這種軌道不能保證飛越世界上人比較多的大城市。畢竟發射衛星有很大的宣傳作用，總要讓全世界知道，正因為 42 度傾角的軌道路過的城市不多。所以，大家又討論了 60~70 度傾角的軌道，還有 90 度的軌道，也就是從南北極上空飛越的衛星軌道。最後拍板定下來，用 60~70 度傾角的軌道，各方面都可以兼顧。衛星從酒泉發射，路過成都、南寧、海口，從海南島上空進入南海。衛星一圈一圈的轉，地球也在自轉，互相配合，東方紅一號會路過全世界很多城市的上空。

衛星上播放東方紅樂曲的裝置，充滿了那個時代的氣息

下一個問題又來了，技術人員進行計算，發現按照原定計劃，火箭的第 2 級將會掉在印度尼西亞，雖然印尼都是群島，未必真的能砸到人。但是總有潛在風險嘛。怎麼辦呢？第 3 級加重，這樣第 2 級的擔子就重了，會提前掉在南海里。第 3 級拉長一點不就重了嘛，這還算是好辦。東方紅 1 號衛星的重量最後也漲到了 173 公斤。這顆衛星和其他國家發射的第一顆相比，算是比較大的了。

當時國家還有一個要求，那就是希望地面上的人能用肉眼看到衛星。要知道人眼能看到的最暗的星星大約是六等星。所以，最後衛星選用了 72 面體這樣一個接近球形的外觀，接近球形，但是實際上都是由一個個的平面拼出來的，比較容易加工處理。而且用的是反射率很高，鋥明瓦亮的金屬材質。即便如此，東方紅 1 號衛星的亮度也才能達到 7 等，肉眼是看不見的。

好在，第 3 級火箭在把衛星送入軌道以後，自己的速度和衛星差不多，離開衛星也沒多遠。可以在第 3 級火箭的身上包上一層反光薄膜。到了太空以後，吹氣，吹成個大氣球，外邊能反射陽光，這樣不就能看見了嗎？問題就這樣解決了。

下一步就是整體合練了。但是，東風 4 號在 1969 年 10 月份出了問題。到 11 月份再次發射，結果又出了問題，第二級掉下來了。這是一道門檻，從一級火箭到多級火箭，一二級分離是個以前沒碰到的麻煩。好在這個問題並不是致命的。在 1970 年的 1 月份，經過技術人員的努力，東風 4 號導彈發射成功了。也就是說發射衛星的技術手段也已經具備了。中國完全有希望成為亞洲第一個發射衛星的國家。但是完全沒想到，這個第一被日本人搶走了。

“鉛筆”固體火箭

日本這個國家在戰後想發展軍事技術，那是想都別想，他們被限制的死死的。但是呢，科學研究總不能禁止吧。1955 年，日本的糸川英夫研製了第一枚火箭，這個火箭長度只有 23 釐米，重量只有 190 克，才不到 4 兩重。這個火箭的代號也非常的形象，叫“鉛筆”。本來也沒多大嘛。後來嘛，他們開始製造像模像樣的探空火箭，越打越高，最後打到了 50 公里的高空。1960 年，K-8 火箭打到了 180 公里高的地方，已經超過卡門線的高度了。

錢學森的老師馮·卡門發現了一個現象，那就是 100 公里的高空，空氣非常的稀薄，已經不可能支援任何航空器飛行了。也就是你想靠翅膀飛到 100 公里的高度，想都別想。所以，在這個高度之上，就是航天器的領域，所以這條線就被稱為“卡門線”。日本人在 1960 年突破了卡門線。日本人也不能搞別的，只能搞搞探空火箭，因此用的都是固體火箭發動機，也沒有任何制導裝置，就是一個大號的火箭彈。

L-4S火箭

日本人研發的 L-4S 火箭總重量 9.4 噸，是一顆 4 級火箭。長 16.5 米，直徑 75 釐米。火箭的主發動機推力 30 噸，捆了兩個助推器，推力 9.5 噸。這個火箭已經足夠發射衛星了。從 1966 年到 1969 年之間，日本人連打了 4 顆衛星，但是一次都沒成。

大隅號發射

而且更奇葩的是，日本人的火箭因為出身於探空火箭，基本上沒法控制，和其他國家的火箭發射不太一樣。常規的火箭發射都是垂直起飛，然後在操縱系統的控制之下，飛起來以後再轉向，從垂直飛行，變成繞著地球飛行。日本人的火箭全靠蠻力，起飛就是斜著的，完全無操控，直接打出去再說。只要速度快，衛星也能入軌。只要搭載一個無線電訊號傳送裝置，去太空露個臉，也算是亞洲第一顆人造衛星了。

所以，日本人的大隅號比東方紅 1 號早了 2 個月進入了太空。儘管這個衛星很小，儘管這東西也很簡陋，甚至連一圈都沒轉完就壞得差不多了。但是亞洲第一顆人造衛星的名頭畢竟被日本人搶了去，甚至連美國人都被驚動了。

中間那個黑球包括以上部分都是大隅號衛星

美國人一看，哎呀不好啊！日本人走的是固體火箭的技術路線哦。固體火箭可是和軍用技術密切相關，特別適合造導彈哦。固體火箭可以長期儲存，拉出來就打。看來不能讓日本人自己玩兒下去了，美國人就開始轉讓液體火箭方面的技術給日本人，畢竟液體火箭，特別是液氫液氧火箭這類低溫火箭，在軍事方面用處不大。美國人控制別人的辦法多得是。總的來說，日本航天的起步，還是得益於美國的技術轉讓。

錢學森他們在聽到日本人發射人造衛星的訊息以後，就像吞了一隻蒼蠅那麼難受。因為日本人這一招實在是讓人噁心。發一個簡單的無線電訊號源上去，從技術上講，意義不大。他們就此混了個世界第 4 的名份，實在是讓人不舒服。那也沒有辦法，木已成舟了。不管別人，還是做好自己的事兒吧。

1970 年的 4 月 24 號，和東風 4 號中程導彈同源的長征 1 號運載火箭從酒泉發射場騰空而起，火箭有 80 噸重，直徑 2.25 米，高 30 米。尾部噴出了橘紅色的火焰。穩穩當當的託舉著東方紅 1 號衛星，升上了天空。

長征一號運載火箭準備發射

發射後 18 秒，火箭控制系統下達程式轉彎指令，火箭開始逐漸偏轉，從垂直狀態改變姿態，進入到繞著地球飛行的狀態。全國各地的測控網點開始陸續接收到火箭上的遙測訊號。發射以後 112 秒程式轉彎結束。

發射 140 秒以後，火箭的第一級的 YF-2 發動機關機，第 2 級的 YF-3 發動機開機。爆炸螺栓起爆，一二級順利分離。二級開始加速，一級沒有動力，開始進入自由落體狀態。到 270 秒的時候，2 級燒完了，開始進入空檔滑行階段。505 秒的時候，第 3 級固體火箭啟動，513 秒，二三級火箭分離。衛星是靠自旋來穩定姿態的，需要用非常小的起旋火箭給自身一個推力，讓第三極火箭和衛星轉起來。第三級火箭燒了 39 秒就燒光了，第三級火箭和衛星分離。儘管分離了，兩者速度差不多，距離沒多遠。第三級火箭外殼上包的那一層反光薄膜開始充氣，變成了一個銀光閃閃的大氣球。地面的人用肉眼都能看到這個明亮的小光點。

這時候是 4 月 24 號晚上 21:45，東方紅 1 號衛星大約就是在這個時間進入軌道的。過了 3 分鐘，地面測控中心正式確認衛星入軌。21:50，國家廣播事業局報告，收到“東方紅”樂曲，聲音洪亮。晚上 22 點，主抓衛星的國防工辦副主任羅舜初把這個訊息直接報告了周恩來總理，周恩來總理當然馬上告訴了毛主席。第 2 天，25 號下午，新華社對外公佈了這個訊息，全世界都知道了。好多人親眼目睹了那個小亮點從夜空之中劃過。當時都以為是衛星，其實那是火箭的第 3 級。

東方紅 1 號在太空轉了 28 天，最終因為電力耗盡不再工作了。但是因為東方紅 1 號的軌道比較高。近地點 440 公里，遠地點 2384 公里，很少受到大氣層的干擾，不會很快掉進大氣層，根據 2008 年的觀測，東方紅 1 號的遠地點高度沒什麼變化，近地點高度還稍稍抬高了一點。所以，到現在為止東方紅 1 號還在繞著地球轉呢，只是不發訊號，無聲無息罷了。

至此，兩彈一星全部湊齊了，這是大國的標配。中國毫無疑問是一個舉足輕重的世界大國。當然，當時的人也無法預料，中美關係馬上就要迎來一個戲劇性的轉折。畢竟沒人能開上帝視野。美國人正在為另外一件事頭疼呢。約翰遜航天中心收到了阿波羅 13 號宇航員的一個報告：“休斯頓，我們有麻煩了”。我們下次再說。