讓中國第一顆衞星遨遊宇宙50年至今,它當年卻差點“打不倒美帝”_風聞
帧察点-帧察点官方账号-微信公众号帧察点,微信之外第一分发平台。2020-04-24 12:29
50年前的今天,1970年4月24日21時35分,中國航天人在酒泉衞星發射中心,用長征一號運載火箭,成功地把“東方紅一號”人造地球衞星送入太空。

▲這個場面(包括當年那個如今看起來有些簡陋的星箭分離動畫),已經永遠銘刻在中國航天史上
1966年5月31日,代號“531”的中國首顆人造地球衞星計劃全面啓動,確定與之配套的長征一號運載火箭,以當時尚在研製中的東風四號(東風-4)中遠程彈道導彈為基礎,增加第三級固體發動機而成。從此以後,中國航天的運載火箭和第二炮兵/火箭軍的彈道導彈之間,就一直有着剪不斷的關係。

▲名場面——採用冷發射技術的長征11號固體燃料運載火箭
作為中國嚴肅意義上的第一種兩級推進彈道導彈(助推器+巡航火箭發動機推進的紅旗-2地空導彈,雖然後來被很多國家當做彈道導彈用,但顯然不能算作真正的彈道導彈),東風-4的方案設計完成,恰好也是在5月31日。而在此之前,東風-4其實還曾有過因“小躍進”而下馬的風險。
由於東風-4的第一級基本就是東風-3小改(類似火星-12到火星-14的發展),因此在推進劑上也沿用了後者的紅煙硝酸(氧化劑)+偏二甲肼(燃料)組合。這在之前“八年四彈”規劃時是得到過認可的,畢竟從東風-3直接到東風-5的跨度太大,單搞一個用於驗證兩級火箭關鍵技術(一二級的連接與分離、過渡段姿態控制和二級發動機高空點火等)的型號無可厚非。
▲在1965年3月“八年四彈”規劃獲批前,東風-4在早期論證中曾被看做純技術驗證型號(也因此一度被稱為SDF-4,S代表試驗);但隨着形勢變化,部隊認為需要在東風-5服役之前拿到比東風-3射程更遠的裝備,加上人造衞星任務的需要,東風-4還是成功轉正
但就在型號開始研製後不久,東風-3/4使用的YF-1單管發動機(四機並聯後成為YF-2)成功進行了採用四氧化二氮代替紅煙硝酸做氧化劑的研究性試車,證明由此能夠獲得更強的動力。這使得一些科研人員認為,如果為了滿足4000千米射程的指標,完全可以在東風-3基礎上通過更換氧化劑、適當加長彈體並更改控制系統(當時計劃稱之為東風三號甲),從而在裝備定位上取代東風-4;而按此邏輯“照方抓藥”,更換氧化劑並增長第一級的東風-4,自然也就成了東風四號甲。

▲從後面東風-4的試驗進程來看,如果當年按這個“小躍進”模式來,進度只會進一步滯後,圍繞可靠性改進的時間也難以縮短
最終經七機部一院領導集體的慎重考慮,從保證進度和可靠性的大局出發,東風-4仍按照原方案開展設計,東風-3/4和長征一號定型時也都使用紅煙硝酸(直到長征一號丁,才在第二級採用了四氧化二氮做氧化劑的YF-40)。雖然在1988年8月國務院和軍委確實批准了東風三號甲定型,但此時的東風三號甲只是一個重點提升基本型發動機可靠性的小改型了。
正是由於這種審慎態度,雖然東風-4的01號彈在1969年10月陣地準備中出現地面事故,必須更換第一級發動機;替補的02號彈在11月16日的首次試驗中又發射失敗;但兩次事故都很快找到了原因所在,不僅成就了換髮後的01號彈在1970年1月30日終於發射成功,更保證了4月24日長征一號+“東方紅一號”的首發成功。
▲彈體第二級側面的四個大字是“打倒美帝”
雖然此後由於中國航天集中發展改進運載能力更強的長征二號系列等原因,長征一號在執行兩次任務後的後續型號發展並不順利;但在中蘇對抗的大背景下,原本射程就足夠從新疆地區打擊蘇聯腹地的東風-4,不僅仍然需要重點發展,還需要進一步增程,以保證能在更加安全的青海地區部署並打到莫斯科。
1970年8月,周總理在中央專委會上批准了東風-4的增程方案,並要求“不要改動太大、要快點搞出來”。然而從運載火箭到彈道導彈,不僅要考慮再入段問題,長征一號的成功發射,也並不代表着上升段的問題全部解決了。比如同年11月,東風-4按原方案進行首次標準彈道試射時,就因技術故障導致二級發動機未能點火。
▲第一代運載火箭/彈道導彈發展中的諸多因陋就簡、欠缺標準化之處,加上研製過程中修改指標等等(比如從地井發射改為場坪發射,其間就有技術狀態的大量修改),使得早期發射中的失敗案例也不少,一些問題甚至影響着現役運載火箭型號的可靠性
儘管周總理再次對科研人員們發出了“總結經驗、再接再厲、爭取下次打好”的勉勵,但偉人終究沒有看到東風-4扛起300萬噸TNT當量的熱核彈頭戰備值班的那一天。1977-1978年,按增程標準改進後進行的5次東風-4全程試驗,仍有2次失敗;直到1983年6月,東風-4才算是解決了彈體部分的可靠性問題,完成了設計與工藝定型,讓此時已經組建十多年的、專門為換裝東風-4準備的部隊終於結束了人等裝備的局面。
▲1984年10月1日,東風四號導彈光榮受閲。此後東風-4又換裝了性能更好的核彈頭
雖然在後續的服役生涯中,這些改為瞄準太平洋方向強敵的“老兵”們,不僅接受了多次延壽改進,還經常在部隊抽檢發射中打出令人叫絕的高精度;但隨着一代又一代固體燃料中遠程彈道導彈的批量服役,發射準備繁瑣、生存能力差的東風-4已經逐步轉型為訓練裝備,只是偶爾還能在公開報道中看到它的身影。
▲雖然出於模擬核生化環境下發射準備的考慮,火箭軍其他單位在訓練時也經常全裝防護服上陣,但對於使用液體推進劑、且採用平洞貯存+拖架場坪起豎發射方式的東風-4來説,這種場面更為人印象深刻
東風-4的傳奇即將收場,而用着它的技術飛向宇宙的“東方紅一號”衞星,雖然早在發射後的20天——1970年5月14日就徹底耗盡了電池能量,不能讓全世界再聽到激昂的《東方紅》了,但它仍然在太空中遨遊至今。
▲根據很多專家的看法,除非發生與太空異物碰撞的意外事件,“東方紅一號”幾百年內也不會墜入大氣層
由於“東方紅一號”在遠地點(2000多千米)的高度太高,而在近地點(400多千米)的速度又要遠高於大多數近地軌道航天器,使得現階段回收它的技術難度還是太大;不過既然“東方紅一號”一時半會兒還不會墜入大氣層,隨着航天技術的進一步發展,也許有一天,我們真的就具備把它接回來的條件了。
▲幾年前,圍繞“東方紅一號”的故事,誕生過很多感人的漫畫,這是其中一幅
無論這個夢想能否實現,“東方紅一號”的地位都無需懷疑。自2016年起,每年的4月24日——“東方紅一號”發射的日子,都被設立為“中國航天日”;而在這次“中國航天日”線上啓動儀式中,還將公開中國首次火星探測任務的名稱和標識。
▲可見這次的海報設計中,火箭的外形仍然是長征一號
不少朋友都知道,中國航天發射最近又經歷了幾次挫折,網上圍繞航天工作管理模式、航天科研人員待遇等相關的討論也不少,就不在這裏搬運了。總之,今天我們紀念半個世紀前航天先輩們締造的輝煌時,更不要忘了在那次成功前後他們經歷的失敗與磨難;而在接下來半個世紀乃至更長久的征途中,一代又一代平凡而偉大的接棒者們,在朝着星辰大海的目標前進時,更需要來自全社會的支持和認同。
我們希望,一切都會好起來。
▲記得上大學時學校組織看某次神舟飛船發射,組織活動的導員指着屏幕上,飛控中心指揮大廳裏的某張看上去也並不比我們大幾歲的臉説,“這人當時跟我住隔壁……”而今筆者還在系統內的同學們,也已經有人走上了技術領導崗位。在這個日子裏,外行話就不多説了,唯有祝福