东方红一号
“东方红一号”（国际卫星标识符: 1970-034A）是中华人民共和国于1970年4月24日在酒泉卫星发射中心由长征一号运载火箭发射升空的第一颗人造卫星[1]，同时也是东方红人造卫星系列的首颗卫星[2][3]。该人造卫星与中国1964年的第一颗原子弹、1966年的第一颗装载核弹头导弹、1967年的第一颗氢弹并称为“两弹一星”[4]，代表着中国在七十年代间于国防科学技术领域的重大成就[5]。
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| 任务类型 | 技术验证 |
|---|---|
| 运营方 | 中国空间技术研究院 |
| 国际卫星标识符 | 1970-034A |
| 卫星目录序号 | 04382 |
| 任务时长 | 28天 |
| 航天器属性 | |
| 制造方 | 中国空间技术研究院 |
| 发射质量 | 173千克 |
| 尺寸 | 直径约1米 |
| 任务开始 | |
| 发射日期 | 1970年4月24日21时35分44秒 |
| 运载火箭 | 长征一号运载火箭 |
| 发射场 |  中国酒泉卫星发射中心二号发射阵地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时48分 |
| 任务结束 | |
| 丢弃形式 | 电量耗尽 |
| 停用日期 | 1970年5月14日 |
| 最后通信 | 1970年5月14日 |
| 轨道参数 | |
| 参照系 | 地心轨道 |
| 轨域 | 中地球轨道 |
| 近拱点 | 439千米 |
| 远拱点 | 2384千米 |
| 倾角 | 68.5° |
| 周期 | 114分钟 |
东方红一号的发射成功标志着中华人民共和国成为世界上继苏联、美国、法国和日本之后第五个能够独立发射人造卫星的国家[6][7][8]。该卫星的重量大于前四个国家首颗卫星重量的总和[7][8]，至今仍在轨道上运行[9]。
发展历程
编辑背景
编辑1957年10月4日，苏联发射了人类历史上的第一颗人造地球卫星斯普特尼克1号。中国导弹和火箭事业的先驱钱学森深受触动，和竺可桢、赵九章等科学家联名正式向中央建议开展人造卫星的研制工作[10]。随后在1958年5月的中国共产党第八届中央委员会第二次会议上，时任中国共产党中央委员会主席毛泽东发出了“我们也要搞人造卫星”的号召[11][10]。该次会议后，中国科学院和国防部五院将人造卫星的研制列为1958年的首要任务，计划发展运载火箭和人造卫星，在1959年新中国成立10周年之际将第一颗人造卫星发射上天，这个设想被称为“581工程”[10]。但由于国力过于薄弱，该卫星计划遇到了困难[12]。1959年，邓小平指示暂缓卫星发射，随后中国科学院调整了计划，将主要方向调整为探空火箭的研制。[13]
1960年2月19日，中国的第一枚液体探空火箭T7M在位于上海南汇的简易发射场试射成功，飞行高度约为8千米[14]。
随着中国导弹技术的发展，尤其是1964年6月29日中国自行研制的东风二号导弹在酒泉发射成功[15]，钱学森与赵九章认为再次开展卫星研制的条件已经成熟，向中央领导人提交了研制卫星的建议[16][17]。1965年1月，周恩来批示了中国科学院提出的研制卫星的具体方案[16][17]。1965年8月2日，中央专委召开会议正式批准了《关于发展我国人造卫星工作的规划方案建议》，也就是“651工程”[16][17]。在1965年10月中科院主持的一次会议上，卫星总体组组长何正华建议卫星用《东方红》乐曲向地面播放，之后会议同意把中国第一颗卫星命名为“东方红一号”星的建议，得到中央批准。 [18]
研制
编辑
按照原定的方案，东方红一号应该是一枚科学探测卫星，需要安装科学仪器。但由于技术要求复杂，方案随后更改为只播放《东方红》，以实现短期内的卫星上天，验证中国的火箭、卫星、测控、发射、地面环境等一整套卫星工程技术，将科学探测仪器留给后续的卫星[17]。东方红一号卫星的总体技术方案和目标后来被确定为“上得去、抓得住、听得着、看得见”。其中“上得去”主要依靠长征一号运载火箭。[19]
为了解决“抓得住”，即卫星的成功追踪，原中国科学院地球物理所二部（即今天的中国科学院国家空间科学中心）研制了多普勒跟踪定位系统，由星载发射机，地面多站锁相接收机和适时数据处理等三部分组成[20]。研制人员还解决了卫星测轨的方程式问题，使得对卫星的监测成为可能[19]。
为了实现“听得见”在太空中播放的《东方红》，科研人员研制了用电子乐音的方式模拟出《东方红》乐曲的乐音装置，并让乐音装置在40秒内播送乐曲的前8个小节，用接下来20秒进行遥测信号的传递。试验初期乐曲出现了变调的现象，科研人员请来了上海国光口琴厂的老师傅，学会了使用谐波的方法以解决该问题[9]。除此之外，传递信号的卫星天线面临导电润滑问题，中国固体润滑学科开拓者之一的党鸿辛带领团队成功研制出一种新型固体润滑膜，解决了100℃至－100℃真空超短波天线的导电干膜难题[21]。经天线发出的乐曲由地面接收站进行解码后发到中央人民广播电台，再由广播接力发送到普通收音机上[9]。
对东方红一号卫星的最后一个要求为“看得见”。科研人员在运载火箭的第三级上安装了一个可以在太空中撑开的高反光亮度的材料观测体，方便地面人员观察。[9]
由于卫星研制的复杂性，当时时局又纷乱，中科院在研制过程中遇到了人手不足的情况。1967年，钱学森将当时38岁的孙家栋任命为卫星项目技术总负责人，两人随后又挑选了18位年轻人人建立了卫星总体设计队伍，躲起来研制，这18人为戚发轫、沈振金、韦德森、张福田、彭成荣、尹昌隆、朱福荣、孔祥才、王壮、杨长庚、王大礼、张荣远、刘泽光、郑忠琪、林殷定、鲁力、王一方、洪玉林，后被称为航天十八勇士”。[22]
1968年初，东方红一号卫星的初样研制完成。但随后，党中央决定对中科院实行军管，组建新的机构，不过仍继续完成卫星研制[23]。1968年2月20日，中国空间技术研究院成立，由钱学森任院长，东方红一号卫星的研制正式进入一个有计划、有步骤、有组织、有领导的快速发展期。[19]。
发射与运行
编辑
1970年初，东方红一号卫星完成研制。卫星外形为近拟球体的72面体，直径约1米，质量为173公斤，采用自旋姿态稳定方式，转速为120转/分，利用太阳角计和红外地平仪测定姿态[17]。1970年3月5日，北京卫星制造厂开始组装卫星。3月21日，东方红一号卫星出厂。[22]
1970年4月1日，东方红一号卫星和长征一号运载火箭运抵酒泉卫星发射中心。17日，火箭和卫星进入2号发射阵地。24日15点50分，钱学森在发射场接到国务院总理周恩来来自北京的电话，获知发射任务已得到中共中央主席毛泽东的批准。[17]
1970年4月24日21时35分44秒，长征一号运载火箭搭载东方红一号卫星从酒泉卫星发射中心准时点火升空，21时48分进入近地点439公里、远地点2384公里、轨道平面和地球赤道平面为倾角68.5度的近地椭圆轨道，运行地球一圈周期为114分钟[6]。21时50分，国家广播电视局报告，收到来自从东方红一号播放的乐曲《东方红》[24]。
卫星发射成功后的第二天，国家总理周恩来在广州召开的越南、柬埔寨、寮国三国会议现场宣布中国已经成功地发射了第一颗人造卫星。当晚，即1970年4月25日18时，新华社正式向世界宣布了卫星发射成功的消息：[17]
1970年4月24日，中国成功地发射了第一颗人造卫星，卫星运行轨道的近地点高度439公里、远地点高度2384公里，轨道平面与地球赤道平面夹角68.5度，绕地球一圈114分钟。卫星重173公斤，用20.009兆周的频率播送《东方红》乐曲……
“东方红一号”的原定设计寿命仅为20天，期间各种遥测数据和计算参数被不断地传回地面。截至同年5月14日停止发射信号，实际工作了28天，但卫星至今仍然在轨飞行[2]。有外国的无线电爱好者曾在卫星运作期间录下了“东方红一号”卫星所广播的《东方红》音乐[25]。
- 视频资料
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发射
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1970年东方红一号相关纪录片
《宇宙高歌东方红》
设计
编辑卫星的形状近似于一个对称的七十二面体，质量为173千克（381磅），直径约1米（3英尺3英寸），以每分钟120转的速度保持稳定。外表面涂有加工过的铝合金以控制温度。主体部分有四个超短波鞭状天线，至少有2米（6英尺7英寸）长；下半部分与一个装有火箭发动机的平台相连；底部是一个闪亮的金属环，亮度范围为+5到+8。
在轨状态
编辑东方红一号卫星运行在一个近地椭圆轨道上，其入轨时的轨道参数约为近地点441 km（274 mi），远地点2,286 km（1,420 mi），倾角68.42°，每114.09分钟环绕地球一圈[26]。东方红一号的卫星目录序号为04382，国际卫星标识符为1970-034A[27]。根据Space-Track的数据，目前（2021年10月）东方红一号的轨道参数是[注 1]：
| 轨道偏心率 | 轨道倾角 | 近地点高度 | 远地点高度 | 升交点赤经 | 近地点幅角 | 每日绕地圈数 | 初始时刻的平近点角 | 初始时刻的轨道圈数 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.1047208 | 68.4212° | 433 km | 2027 km | 268.5040° | 62.6511° | 13.08168494 | 307.7176° | 42303 |
| 日期 | 近地点（千米） | 远地点（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] |
影响与纪念
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“东方红一号”卫星的发射成功标志着中国成功掌握了人造卫星的空间技术，使中国成为世界上继苏联、美国、法国和日本之后第五个完全依靠自己的力量成功发射人造卫星的国家[30]。从此，中国在空间技术领域跻身于世界先进国家行列，正式加入了“太空俱乐部”。卫星的成功发射给中华人民共和国的航天事业带来了三方面的重要影响：为后续的技术发展奠定了坚实的基础、摸索出了一套卫星研制的工艺流程、培养锻炼了一批航天队伍。[9]发射成功后，钱学森向中央提出中国应该发展载人航天，并提交发展中国载人航天事业的报告，得到中国共产党中央委员会主席毛泽东亲笔批示“同意”。
2005年4月21日，中国空间技术研究院召集了当年曾参加设计、研制、生产和管理的航天科技人员，在“东方红一号”卫星诞生地北京卫星制造厂为纪念碑揭幕，制造厂为配合神舟五号载人飞船成功发射周年纪念，制作了东方红一号卫星的1：1模型在北京天文馆展出。[31]
2016年3月8日，中华人民共和国国务院决定自2016年起，将每年的4月24日即东方红一号卫星的发射日期设立为“中国航天日”。[32]
2020年4月24日，国家航天局举办活动，庆祝东方红一号卫星发射50周年。欧洲太空总署局长约翰·沃纳、前局长让-雅克多尔丹，乌克兰驻华大使谢尔盖·卡梅舍夫等致信国家航天局局长张克俭表示祝贺。[33]
参见
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注释
编辑参考资料
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