東方紅一號
「東方紅一號」（國際衛星標識符: 1970-034A）是中華人民共和國於1970年4月24日在酒泉衛星發射中心由長征一號運載火箭發射升空的第一顆人造衛星[1]，同時也是東方紅人造衛星系列的首顆衛星[2][3]。該人造衛星與中國1964年的第一顆原子彈、1966年的第一顆裝載核彈頭飛彈、1967年的第一顆氫彈並稱為「兩彈一星」[4]，代表著中國在七十年代間於國防科學技術領域的重大成就[5]。
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| 任務類型 | 技術驗證 |
|---|---|
| 運營方 | 中國空間技術研究院 |
| 國際衛星標識符 | 1970-034A |
| 衛星目錄序號 | 04382 |
| 任務時長 | 28天 |
| 太空飛行器屬性 | |
| 製造方 | 中國空間技術研究院 |
| 發射質量 | 173千克 |
| 尺寸 | 直徑約1米 |
| 任務開始 | |
| 發射日期 | 1970年4月24日21時35分44秒 |
| 運載火箭 | 長征一號運載火箭 |
| 發射場 |  中國酒泉衛星發射中心二號發射陣地5020工位41°18′21.97″N 100°18′47.33″E / 41.3061028°N 100.3131472°E |
| 部署日期 | 1970年4月24日21時48分 |
| 任務結束 | |
| 丟棄形式 | 電量耗盡 |
| 停用日期 | 1970年5月14日 |
| 最後通訊 | 1970年5月14日 |
| 軌道參數 | |
| 參照系 | 地心軌道 |
| 軌域 | 中地球軌道 |
| 近拱點 | 439千米 |
| 遠拱點 | 2384千米 |
| 傾角 | 68.5° |
| 週期 | 114分鐘 |
東方紅一號的發射成功標誌著中華人民共和國成為世界上繼蘇聯、美國、法國和日本之後第五個能夠獨立發射人造衛星的國家[6][7][8]。該衛星的重量大於前四個國家首顆衛星重量的總和[7][8]，至今仍在軌道上運行[9]。
發展歷程
編輯背景
編輯1957年10月4日，蘇聯發射了人類歷史上的第一顆人造地球衛星斯普特尼克1號。中國飛彈和火箭事業的先驅錢學森深受觸動，和竺可楨、趙九章等科學家聯名正式向中央建議開展人造衛星的研製工作[10]。隨後在1958年5月的中國共產黨第八屆中央委員會第二次會議上，時任中國共產黨中央委員會主席毛澤東發出了「我們也要搞人造衛星」的號召[11][10]。該次會議後，中國科學院和國防部五院將人造衛星的研製列為1958年的首要任務，計劃發展運載火箭和人造衛星，在1959年新中國成立10周年之際將第一顆人造衛星發射上天，這個設想被稱為「581工程」[10]。但由於國力過於薄弱，該衛星計劃遇到了困難[12]。1959年，鄧小平指示暫緩衛星發射，隨後中國科學院調整了計劃，將主要方向調整為探空火箭的研製。[13]
1960年2月19日，中國的第一枚液體探空火箭T7M在位於上海南匯的簡易發射場試射成功，飛行高度約為8千米[14]。
隨著中國飛彈技術的發展，尤其是1964年6月29日中國自行研製的東風二號飛彈在酒泉發射成功[15]，錢學森與趙九章認為再次開展衛星研製的條件已經成熟，向中央領導人提交了研製衛星的建議[16][17]。1965年1月，周恩來批示了中國科學院提出的研製衛星的具體方案[16][17]。1965年8月2日，中央專委召開會議正式批准了《關於發展我國人造衛星工作的規劃方案建議》，也就是「651工程」[16][17]。在1965年10月中科院主持的一次會議上，衛星總體組組長何正華建議衛星用《東方紅》樂曲向地面播放，之後會議同意把中國第一顆衛星命名為「東方紅一號」星的建議，得到中央批准。 [18]
研製
編輯
按照原定的方案，東方紅一號應該是一枚科學探測衛星，需要安裝科學儀器。但由於技術要求複雜，方案隨後更改為只播放《東方紅》，以實現短期內的衛星上天，驗證中國的火箭、衛星、測控、發射、地面環境等一整套衛星工程技術，將科學探測儀器留給後續的衛星[17]。東方紅一號衛星的總體技術方案和目標後來被確定為「上得去、抓得住、聽得著、看得見」。其中「上得去」主要依靠長征一號運載火箭。[19]
為了解決「抓得住」，即衛星的成功追蹤，原中國科學院地球物理所二部（即今天的中國科學院國家空間科學中心）研製了都卜勒跟蹤定位系統，由星載發射機，地面多站鎖相接收機和適時數據處理等三部份組成[20]。研製人員還解決了衛星測軌的方程式問題，使得對衛星的監測成為可能[19]。
為了實現「聽得見」在太空中播放的《東方紅》，科研人員研製了用電子樂音的方式模擬出《東方紅》樂曲的樂音裝置，並讓樂音裝置在40秒內播送樂曲的前8個小節，用接下來20秒進行遙測信號的傳遞。試驗初期樂曲出現了變調的現象，科研人員請來了上海國光口琴廠的老師傅，學會了使用諧波的方法以解決該問題[9]。除此之外，傳遞信號的衛星天線面臨導電潤滑問題，中國固體潤滑學科開拓者之一的黨鴻辛帶領團隊成功研製出一種新型固體潤滑膜，解決了100℃至－100℃真空超短波天線的導電干膜難題[21]。經天線發出的樂曲由地面接收站進行解碼後發到中央人民廣播電台，再由廣播接力發送到普通收音機上[9]。
對東方紅一號衛星的最後一個要求為「看得見」。科研人員在運載火箭的第三級上安裝了一個可以在太空中撐開的高反光亮度的材料觀測體，方便地面人員觀察。[9]
由於衛星研製的複雜性，當時時局又紛亂，中科院在研製過程中遇到了人手不足的情況。1967年，錢學森將當時38歲的孫家棟任命為衛星項目技術總負責人，兩人隨後又挑選了18位年輕人人建立了衛星總體設計隊伍，躲起來研製，這18人為戚發軔、沈振金、韋德森、張福田、彭成榮、尹昌隆、朱福榮、孔祥才、王壯、楊長庚、王大禮、張榮遠、劉澤光、鄭忠琪、林殷定、魯力、王一方、洪玉林，後被稱為航天十八勇士」。[22]
1968年初，東方紅一號衛星的初樣研製完成。但隨後，黨中央決定對中科院實行軍管，組建新的機構，不過仍繼續完成衛星研製[23]。1968年2月20日，中國空間技術研究院成立，由錢學森任院長，東方紅一號衛星的研製正式進入一個有計劃、有步驟、有組織、有領導的快速發展期。[19]。
發射與運行
編輯
1970年初，東方紅一號衛星完成研製。衛星外形為近擬球體的72面體，直徑約1米，質量為173公斤，採用自旋姿態穩定方式，轉速為120轉/分，利用太陽角計和紅外地平儀測定姿態[17]。1970年3月5日，北京衛星製造廠開始組裝衛星。3月21日，東方紅一號衛星出廠。[22]
1970年4月1日，東方紅一號衛星和長征一號運載火箭運抵酒泉衛星發射中心。17日，火箭和衛星進入2號發射陣地。24日15點50分，錢學森在發射場接到國務院總理周恩來來自北京的電話，獲知發射任務已得到中共中央主席毛澤東的批准。[17]
1970年4月24日21時35分44秒，長征一號運載火箭搭載東方紅一號衛星從酒泉衛星發射中心準時點火升空，21時48分進入近地點439公里、遠地點2384公里、軌道平面和地球赤道平面為傾角68.5度的近地橢圓軌道，運行地球一圈周期為114分鐘[6]。21時50分，國家廣播電視局報告，收到來自從東方紅一號播放的樂曲《東方紅》[24]。
衛星發射成功後的第二天，國家總理周恩來在廣州召開的越南、柬埔寨、寮國三國會議現場宣布中國已經成功地發射了第一顆人造衛星。當晚，即1970年4月25日18時，新華社正式向世界宣布了衛星發射成功的消息：[17]
1970年4月24日，中國成功地發射了第一顆人造衛星，衛星運行軌道的近地點高度439公里、遠地點高度2384公里，軌道平面與地球赤道平面夾角68.5度，繞地球一圈114分鐘。衛星重173公斤，用20.009兆周的頻率播送《東方紅》樂曲……
「東方紅一號」的原定設計壽命僅為20天，期間各種遙測數據和計算參數被不斷地傳回地面。截至同年5月14日停止發射信號，實際工作了28天，但衛星至今仍然在軌飛行[2]。有外國的無線電愛好者曾在衛星運作期間錄下了「東方紅一號」衛星所廣播的《東方紅》音樂[25]。
- 視頻資料
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發射
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1970年東方紅一號相關紀錄片
《宇宙高歌東方紅》
設計
編輯衛星的形狀近似於一個對稱的七十二面體，質量為173公斤（381磅），直徑約1米（3英尺3英寸），以每分鐘120轉的速度保持穩定。外表面塗有加工過的鋁合金以控制溫度。主體部分有四個超短波鞭狀天線，至少有2米（6英尺7英寸）長；下半部分與一個裝有火箭發動機的平台相連；底部是一個閃亮的金屬環，亮度範圍為+5到+8。
在軌狀態
編輯東方紅一號衛星運行在一個近地橢圓軌道上，其入軌時的軌道參數約為近地點441 km（274 mi），遠地點2,286 km（1,420 mi），傾角68.42°，每114.09分鐘環繞地球一圈[26]。東方紅一號的衛星目錄序號為04382，國際衛星標識符為1970-034A[27]。根據Space-Track的數據，目前（2021年10月）東方紅一號的軌道參數是[註 1]：
| 軌道偏心率 | 軌道傾角 | 近地點高度 | 遠地點高度 | 升交點赤經 | 近地點幅角 | 每日繞地圈數 | 初始時刻的平近點角 | 初始時刻的軌道圈數 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.1047208 | 68.4212° | 433 km | 2027 km | 268.5040° | 62.6511° | 13.08168494 | 307.7176° | 42303 |
| 日期 | 近地點（千米） | 遠地點（千米） |
|---|---|---|
| 1970年4月24日 | 441 | 2286 |
| 1996年8月23日 | 431 | 2164 |
| 2010年1月1日 | 430 | 2073 |
| 2022年4月15日 | 429 | 2030[29] |
影響與紀念
編輯
「東方紅一號」衛星的發射成功標誌著中國成功掌握了人造衛星的空間技術，使中國成為世界上繼蘇聯、美國、法國和日本之後第五個完全依靠自己的力量成功發射人造衛星的國家[30]。從此，中國在空間技術領域躋身於世界先進國家行列，正式加入了「太空俱樂部」。衛星的成功發射給中華人民共和國的航天事業帶來了三方面的重要影響：為後續的技術發展奠定了堅實的基礎、摸索出了一套衛星研製的工藝流程、培養鍛鍊了一批航天隊伍。[9]發射成功後，錢學森向中央提出中國應該發展載人航天，並提交發展中國載人航天事業的報告，得到中國共產黨中央委員會主席毛澤東親筆批示「同意」。
2005年4月21日，中國空間技術研究院召集了當年曾參加設計、研製、生產和管理的航天科技人員，在「東方紅一號」衛星誕生地北京衛星製造廠為紀念碑揭幕，製造廠為配合神舟五號載人飛船成功發射周年紀念，製作了東方紅一號衛星的1：1模型在北京天文館展出。[31]
2016年3月8日，中華人民共和國國務院決定自2016年起，將每年的4月24日即東方紅一號衛星的發射日期設立為「中國航天日」。[32]
2020年4月24日，國家航天局舉辦活動，慶祝東方紅一號衛星發射50周年。歐洲太空總署局長約翰·沃納、前局長讓-雅克多爾丹，烏克蘭駐華大使謝爾蓋·卡梅舍夫等致信國家航天局局長張克儉表示祝賀。[33]
參見
編輯
注釋
編輯參考資料
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