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“中国航天日”——探访东方红一号卫星诞生地

中国新闻央广网 2016年04月21日 11:29 A-A+ 二维码
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  央广网北京4月21日消息 1970年4月24日,我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功,中国人从此开始了探索太空的征程。今年3月,经党中央、国务院批准,自2016年起,将每年4月24日设立为“中国航天日”。

  在我国首个航天日来临之际,记者走进“东方红一号”卫星的诞生地航天科技集团公司第五研究院。“中国航天在一穷二白的基础上,一步一个脚印,逐步发展壮大,建立健全了涵盖设计、研制、试验等在内的完备宇航产业链,更打造出一批比肩国际先进的‘拳头产品’,可以说历尽艰辛见辉煌”,五院院长张洪太这样感慨。

  从笔尺制图到全三维数字化设计

  1958年,中国科学院派出了由赵九章、杨嘉墀、钱骥等科学家组成的“高空大气物理代表团”到苏联“老大哥”那里去考察卫星工作。但是,专家们在“老大哥”的家里住了70天,连卫星的影子也没看到。“靠天、靠地靠不住,发展人造卫星,必须依靠自己的力量”,这是中国代表团发自内心的声音。

  1968年2月20日,经中央批准,中国人民解放军第五研究院(现称五院)正式成立,首当其冲的是建立卫星总体设计部。面对国外的严密封锁,研制人员不要说完整的资料,就是卫星样品也没看到过,基本的研制条件更不具备,手摇计算机成为了设计人员眼中的宝贝,在纸上画图纸、爬格子成为了设计师的必修课。

  现如今,走进航天城的数字化协同设计中心,泛黄的图纸、笨重的三角尺不见了踪影,映入眼帘的是一排排高性能的计算机。有如《钢铁侠》中战甲的打造流程,航天器每个零部件都以三维的方式展示在虚拟显示屏上,设计师、工艺师、产品保证师、试验检验人员等各岗位人员集智攻关,一起完善着设计方案。随后,数字化的设计方案会传递到厂房、车间,通过数控机床、3D打印等方式完美展现。在研制的全过程,产品检验、试验的各类数据都会完整地记录在信息系统中,方便核查。

  “我们的不少型号研制都实现了无纸化、自动化,可以说卫星和飞船的每个数据都奔跑在数字化的‘高速路’上”,五院设计师自豪地说。

  从笔尺制图、算盘运算到全三维数字化设计、虚拟试验、产品全生命周期数字化质保,我国宇航产业的总体能力实现了跃升。五院当前已经建立起总体部、、通信卫星事业部、载人航天总体部、航天东方红卫星公司、深圳东方红海特公司五大总体单位,宇航业务涵盖载人航天、导航定位、深空探测、通信广播、对地观测、空间科学与技术试验六大领域。

  从土法上马到自动化生产

  在“东一”研制过程中,没有条件创造条件也要攻克难关的故事很多很多。在给“东一”的铝合金外壳蒙皮表面进行光亮阳极氧化处理时,正值寒冬,由于五院529厂厂房内不具备生产条件,大家便在冰天雪地里搭起一个木棚,在里面挖了两个大坑,上面支起三个大铅槽,槽中放入硝酸溶液,下面用木柴烧。为了防止风沙弄脏电解液,他们就在木棚上盖上几片石棉瓦。没有防毒口罩,他们就用湿毛巾捂住鼻子做试验,实在憋不住了,就跑到棚子外面吸几口新鲜空气,又跑回棚里继续干。经过两个多月的苦战,终于攻克了难关,使蒙皮表面的辐射率和吸收率达到了规定的技术要求。

  46年过去了,航天产品的生产条件和研制能力都发生了巨大变化。如今,当你走进航天城厂区的特种工艺厂房,你会发现厂房高大宽敞,光线明亮,生产线上产品流转不休,溶液槽上水汽蒸腾,在阳光的映射下似乎有种诗意的美感。尽管生产过程中需要使用多种化学溶液,但是却闻不到什么刺鼻的味道;工人们服装整洁,肩扛手提的活儿越来越少,反而更多的是在自动化设备的电脑前编写着程序生了巨大变化。

  从中国首创到世界一流

  “卫星上了天,能不能抗得住复杂的外太空环境? 谁敢给出答案?如果因为空间环境导致卫星在轨失效,致使整个项目功亏一篑,谁敢担这个责任?!”这是当年参与研制“东一”的赵九章和钱骥面临的难题,他们慎重考虑,做出了“自主研制卫星空间环境模拟设备”这个在当时看来根本无法完成的决定。

  没有资料可查,研制人员就去工厂调研;没有专业基础,他们就参考图书馆里英文、俄文和日文书籍,从真空、低温、太阳辐照等一些基本原理学起;国家没有好的工业基础,他们就自己想办法,自己负责工艺和审查图纸,自己设计,自己跑加工。

  1964年,全部材料立足国内,中国第一套空间环境模拟试验设备KM1和KM2研制成功,直径2米,为卧式结构,填补了我国航天空间环境工程领域的技术空白。

  如今,坐落在天津滨海新区的国际一流的大型总装集成与测试中心(简称AIT中心)里面“宝贝”可不少:五院自主研制的亚洲最大、世界第三的KM8 空间环境模拟器;世界上推力最大的电动振动台系统140吨振动台;容积排名世界第二的4000立方米高声强混响室;大型航天器密封性测试系统,其收集室为目前国内外尺寸最大、构型最复杂、难度最高的收集室。这都是国际一流环境模拟试验设备。它们即将承担起我国载人空间站等大型航天器总装、集成、测试等工作的重任。

  从一枝独秀到精品纷纷涌现

  1967年,“东一”方案确定了“上得去、抓得住、听得到、看得见”的技术要求。为了让全世界人民都听到新中国第一颗卫星的声音,五院科研人员经过反复研究,从火车站的钟声中受到启发。又跑遍了北京乐器研究所、上海国光口琴厂等单位,进行广泛的调研,最后决定用电子线路模拟铝板琴演奏清晰悦耳的《东方红》乐曲。从“音键”的选择、调配,到所有元器件、材料和测试仪器,科研人员反复进行探索试验,经过上百次试验,终于取得了令人满意的效果,保证了中央提出“听得见”的要求。

  对于“看得见”,专家们想出了“借箭显星”的妙招,即在和卫星一起进入太空的长征一号运载火箭的第三级上设置“观测裙”,这项艰巨任务交给了五院508所。仅用了一年时间,该所就为“东一”赶制了一件漂亮的“裙摆”——上天后形成直径为4 米的球面反光体,达到2-3等星的亮度,肉眼直接可见。1970 年4 月24 日,“东一”发射成功,4 月25 日晚8 点29 分,卫星飞经北京上空,首都人民争相观看。

  乐音盒、观测裙只是东方红一号卫星上面具有代表性的两个产品,当年研制这两个产品的五院502所和508所也分别成长为卫星控制系统和遥感技术领域的佼佼者。五院也具备了每年研制、生产交付8000台套产品的能力,平台产品国产化替代率达到100%,载荷产品国产化替代率提升到80%。

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