从“581”任务到“502”会议——东方红一号卫星方案制定历程

刘畅 陈琛 来肖华 （北京空间科技信息研究所）

东方红一号卫星是中国第一颗人造地球卫星，于1958年提出研制构想，1970年成功发射。它的成功研制和发射，为中国航天事业的建立和发展做出了开创性贡献，奠定了中国航天事业前进发展的重要基础，开创了中国航天事业的新纪元。东方红一号卫星方案制定过程曾因政治、经济等原因相继经历了准备、论证、调整三个阶段。

1“581”任务— —方案准备

中国也要发射人造卫星的构想

1957年10年4日，苏联成功发射了世界第一颗人造地球卫星，开启了人类的太空时代，在中国引起了热烈反响。10年13日，中国科学院（以下简称中科院）组织召开了“关于苏联发射第一颗人造地球卫星的座谈会”。钱学森、赵九章等科学家在发射人造卫星的技术、意义及影响方面展开了热烈讨论，提出了中国也要发射人造卫星的建议。

1958年5年17日，毛泽东主席在中共八大二次会议上正式发出“我们也要搞人造卫星”的伟大号召。为响应号召，使中国的人造卫星研制工作尽快步入正轨，国务院副总理聂荣臻责成中科院与国防部五院尽快制定规划，讨论分工。8年，中科院党组书记张劲夫召集钱学森、赵九章、郭永怀、陆元九等科学家商讨尽快拟定我国人造卫星发展规划草案。中科院将人造卫星研制工作列为了中科院1958年第一项重大任务（代号“581”任务），并成立“581”组专门负责空间技术发展规划和业务协调工作。与此同时，中科院开始筹建三个设计院：第一设计院负责卫星、运载工具的研制，由力学所筹建成立；第二设计院负责控制系统的研制，由自动化研究所筹建成立；第三设计院负责探测仪器研制与空间物理研究工作，由地球物理所筹建成立。

为向1958年国庆献礼，第一设计院刚刚成立，便迅速投入到了卫星及运载工具的结构设计、探空火箭头部模型研制等工作，并在1958年10年中科院跃进成果展览会上展出了卫星及运载工具的设计图和模型。

1958年10年16日，中科院派出了以赵九章为首，卫一清、杨嘉墀、钱骥等组成的中科院高空大气物理代表团到苏联考察学习。考察工作持续了70 余天，除了在气象火箭（包括遥测、弹道测定、振动试验等），运载火箭及人造卫星上的观测仪器，射高在100km以下的箭头布置及回收这几个方面有所收获外，对于涉及人造卫星核心的设计、研制知识基本一无所获。代表团回国后，对考察情况做了认真总结，对比国内情况分析后，清醒认识到：发射人造卫星是一项技术复杂、综合性强的大工程，既需要较高的科学技术水平，也需要强大的工业基础。中国的空间技术要由小到大、由低到高发展。中国卫星研制重点应立足国内，一定要走自力更生的道路。

研制方向调整

1959年1年21日，张劲夫向中科院传达了国务院副总理邓小平“明年不放卫星”的指示，并根据指示提出“就汤下面，因国家经济困难，暂停卫星研制工作，集中力量先搞探空火箭”。“581”任务从卫星及运载工具的设计研制变为了“以探空火箭练兵，高空物理探测打基础，不断探索卫星发展方向，筹建空间环境模拟实验室”。为将北京技术力量和上海工业基础结合起来，第一设计院迁往上海，成立上海机电设计院，重点投入到探空火箭研制工作。1960年至1965年间，上海机电设计院陆续完成T － 7、T － 7A 等9 批次27 枚探空火箭。

“581”任务重点变化后，中科院为进一步在理论方面搞清卫星技术若干问题，决定把各学科专家们集中起来，开展不定期的星际航行座谈会。1961年6月3日，中科院召开了第一次星际航行座谈会，钱学森在座谈会上发表了题为《今天苏联及美国星际航行中的火箭动力及其展望》，此后3年间，星际航行座谈会共召开十二次专题会议，各专业领域专家学者近两百人参加会议，广泛讨论了外层空间、卫星遥测、宇宙医学等众多学科的重大技术问题，为中国第一颗人造地球卫星方案设计做出了坚实可靠的理论准备。

2“651”会议——方案论证

“651”工程

1964年12年，赵九章向国务院总理周恩来提交了关于尽快全面规划中国人造卫星的建议。1965年1月，钱学森向国防科委提交报告，建议早日制定我国人造卫星的计划。2年，国务院副总理聂荣臻对报告做出批示。3年11日，中科院召开研究人造卫星规划工作会议，部署规划工作。3年13日，赵九章组织“581”组召开会议，何正华在会议上提出中国第一颗人造地球卫星发送《东方红》乐音或电码作为识别信号的方案设想。4年，国防科委向中央专委呈送了关于研制人造卫星的报告。5年，中央专委第十二次会议正式批准了此报告。

1965年5年31日，中科院新技术局正式成立了卫星本体组，负责拟定中国第一颗人造地球卫星方案设想。7年1日，中科院向中央专委呈送《关于发展我国人造卫星工作规划方案建议》。阐述了发射人造卫星的主要目的；十年奋斗目标和发展步骤；我国发射第一颗人造卫星方案；关于卫星轨道的选择和地面观测网的建立；重要建议和措施五个方面的内容。报告认为在设计第一颗人造卫星时，必须首先考虑到政治影响。我国第一颗卫星应该比苏、美第一颗卫星先进。表现在比他们质量大，发射机功率大，工作寿命长，技术新，看得到，听得见。进入轨道的末级火箭体积较大，又经抛光处理，可以起到看得到的作用，关于卫星提出了以下三个方案。

第一个方案是：卫星质量约为95kg，球体，直径为1m，卫星内除放有宇宙线、软X 光、电离层、舱内外温度等测量仪器外，还有两部发射机发送电码。当卫星经过上空时，用短波接收机就可以收听到。卫星的电源用硅太阳能电池及镉镍蓄电池。

第二个方案是：卫星质量、内容与第一个方案相仿，但外形是一个圆柱体，直径80cm，高90cm，侧面是18 块矩形平面，质量约为85kg，设有硅太阳能电池。由于卫星外形不是球体，大部分经常面向日光，需要用卫星自行旋转方法保持姿态稳定。

第三种方案是：一枚火箭发射两颗卫星，一个是球体，一个是圆柱体，两个质量各为60kg。球体卫星直径85cm，设有两台短波发射机和遥测发送设备等。圆柱体卫星直径70cm，高60cm，侧面为18块矩形平面。探测仪器除设有两台短波发射机外，均和第一方案相似。球体卫星主要起“能听得到”的作用，柱体卫星做科学探测用，末级火箭进入轨道时，弹射分离器先将球体卫星弹出，数分钟后再将柱体卫星弹出，两个卫星的姿态均用自旋方式保持稳定。

1965年8年，《关于发展我国人造卫星工作规划方案建议》在中央专委第十三次会议上进行讨论，原则上得到批准。中央专委对第一颗人造卫星提出的要求是：必须考虑到政治影响。我国第一颗人造卫星应该比苏联、美国第一颗卫星先进，再比他们质量大，发射机功率大，工作寿命长，技术新，能听得见。中央专委的决策进一步加快了中国人造卫星计划的发展进程。为全国协作方便和保密起见，中科院将搞人造卫星工程的代号定为“651”工程。

42天激烈论证

1965年10年20日，中科院受国防科委委托召开了中国第一颗人造卫星方案论证会（代号“651”会议）。裴丽生作了大会报告，在报告中建议第一颗人造卫星作为科学探测卫星，通过它为以后的应用卫星打下基础。

1965年10年21日，“651”会议听取了第一颗人造地球卫星总体方案、卫星本体方案、运载工具方案等报告。

随后，会议分为总体、卫星本体、运载工具、地面四个组分别开会。卫星本体组就卫星方案展开了激烈讨论。经过讨论，大家逐渐形成共识：要在可靠的基础上，力争先进，而且先进指标不一定那么多，保证一两项就行，卫星方案要留有余地。对于太阳能电池的问题，卫星本体组提议可以先在第一颗卫星上安装几块试试看，待以后再采用。

1965年10年25日，根据领导小组安排，由中科院相关技术人员对方案制定过程中的一些问题做了进一步补充说明。首先由自动化研究所对姿态控制问题进行说明。第一颗卫星原来没有考虑姿态控制，后来考虑到第二和第三颗应用卫星的需要，认为有必要在第一颗卫星上把姿态控制作为试验项目加上去，为下一颗卫星做准备。

对于第一颗卫星要不要姿态控制及如何控制，会上有人提议，第一颗卫星简单一些、可靠一些，可以不搞姿态控制，第二颗卫星或以后发射的卫星再做姿态控制试验。针对这些问题，自动化研究所杨嘉墀组织姿态控制小组进行了深入研究，认为从以后一系列卫星的发射需要考虑，应该有姿态控制。姿态控制可以不采用遥控，而用自动控制来实现，比如，可以加几个小喷嘴进行修正，还可以装太阳角度敏感器。

经过20天的热烈讨论，方案论证逐步深入，会议上除了对“第一颗卫星是否要姿态控制，以及如何控制”展开激烈讨论外，还对“为实现看得见是否需要第三级火箭采用固体发光办法”、“考虑将来载人宇宙飞船发展，是否早一点开展回收问题”，以及“卫星结构如何布局、能源怎么分配”等问题进行了详细讨论。

1965年11年30日，“651”会议总结大会召开，到此时会议已经激烈的论证了42天。国防科委副主任罗舜初在大会总结发言时指出：关于发射人造卫星的问题，赵九章、钱学森同志在此前就提出过设想，没有他们的设想，就不可能有今天的结果。经过这次方案论证会议讨论，总体方案逐渐清晰完善，是否可归纳为“上得去、站得住、转得动、抓得住、联得上、听得到”，并争取一次发射成功。事业中有反复是肯定的，但在卫星上天问题上，我们要很好考虑、周密部署、争取一次成功！

卫星方案出台

1965年12年24日，卫星本体组根据讨论结果，形成了我国第一颗人造卫星方案。明确我国第一颗人造卫星属科学探测卫星系列，命名为东方红一号。在卫星上装有短波发射机，以20MHz 左右的频率发出《东方红》乐曲（或电码）作为呼号。卫星结构为1m 直径近球型多面体，卫星北极端安装遥测遥控超短波信标天线，南极端装有底座便于连接末级火箭的弹射分离机构，在赤道上为一圆柱形腰带可安装短波天线、微波天线、姿态控制的喷气嘴、红外地平仪探头、太阳角计探头等，在表面积的50% 上安装太阳能电池。卫星温度控制方式采用自然平衡加无源控制。卫星姿态控制采用自转加校正的二轴控制方案。科学探测仪器包括宇宙线强度计、软X 光探测仪、磁场强度计。

1965年12年27日，中科院召开了“651”工程第一次工作会议。明确了关于第一颗卫星的技术方案按“651”会议方案规定的指标执行，依此开展研制工作。

3“502”会议——方案调整

“651”会议后，第一颗人造地球卫星的研制工作步入正轨，各承研单位很快开展了相关技术攻关工作。但各分系统的研制进展情况极不平衡，如果按“651”会议原定方案开展研制工作，想要如期发射，存在很大困难。

1966年5年11日，我国卫星系列规划论证准备会议召开，讨论我国卫星系列规划方案草案。5年18日，有人提出：我国核试验进展很快，导弹研制工作也急起直追。面对这样的大好形势，卫星工作也应迅速跟上。将第一颗卫星的发射时间提早到1968年，更有利于调动各方面的积极性，将改变视卫星任务为“长远重点，不必着急，可慢慢来”的看法，从而有力地促进整个卫星事业。但截至当时，卫星本体刚完成了结构设计，并加工了两个壳体模型，还有不少关键技术需要攻关。

面对这种现状，对于东方红一号卫星的总体方案产生了两种思路：第一种是按照原定方案，把东方红一号卫星做成科学探测卫星；第二种是把东方红一号做成工程卫星。前者要安装姿态控制系统和多项科学仪器，技术复杂；而后者则除了《东方红》乐音装备，什么探测仪器都不上。只要卫星上了天，能放音乐，就说明我们掌握了火箭、卫星、测控、靶场、地面环境等一整套卫星工程技术，卫星工程就算验证成功。

1967年3年，中科院“651”设计院提出了第一颗卫星本体方案简化的思路。

与此同时，为了克服卫星研制工作受到的冲击，将分散的研制力量集合起来，聂荣臻向中央呈送了调整改组国防科研机构的请示报告，提出了组建中国空间技术研究院的建议。1967年3年20日，国家主席毛泽东批准了此报告。

1967年8年12日，国防科委六五一筹备处成立，负责筹建中国空间技术研究院，并从系统工程的观点出发，由孙家栋着手制定调整后的东方红一号卫星总体方案和任务书。

1967年12年11日，国防科委主持召开第一颗人造卫星研制工作会议（代号“502”会议）。会议对研制任务书和卫星总体方案等进行了充分讨论。

经过8天讨论，会议确定了最终方案，去掉了原定的姿态控制以及宇宙线强度计、软X 光探测仪、磁场强度计等试验项目。明确“第一颗卫星为政治星”，凸显工程目标。明确了卫星遥测和电子音乐系统播放东方红乐曲前八小节，乐曲发射机和超短波信标机的连续工作时间大于7天。为满足末级火箭肉眼能见到的要求，在末级火箭上安装展开式观测裙，使末级火箭达到二等星的亮度。会议还提出卫星发射日期安排在1968年国庆节前，并明确各项目的责任单位与时间节点。这次会议确定了东方红一号作为工程卫星的方案，将卫星总体要求最终聚焦为“上得去、抓得住、听得到、看得见”。会后，国防科委六五一筹备处正式下发了东方红一号卫星任务书，确定了任务及主要技术指标、卫星本体技术方案以及研制任务分工。

虽然存在缺乏研制经验，缺少保障条件等种种原因，东方红一号卫星没能在1968年如期发射，但在中国空间技术研究院成立后，还是依据新的方案，保证了试样、正样阶段研制工作的稳步推进，并在1970年3年21日完成两颗卫星的总装工作。

1970年4年24日，东方红一号卫星由长征一号运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，进入高度为439km/2384km，倾角为68.5°的轨道。卫星在轨运行28天，以20.009MHz 频率发送《东方红》乐音和卫星工程遥测参数。

4 结语

东方红一号卫星作为中国第一颗人造地球卫星，它的方案制定经过了近十年的探索、论证过程。在卫星研制力量面临冲击时，中央政府果断决策，组建中国空间技术研究院并隶属军队编制，保证了卫星研制任务存续的可能。在原有卫星方案推进缓慢，难以协调的现实面前，总体技术人员将卫星从科学探测卫星重新定位为工程卫星，并聚焦为“上得去、抓得住、听得到、看得见”四项基本功能，用最可靠的技术、最少的代价、最短的时间、最有利的配合、最有效的适应性和最有远见的前瞻性，制定出最可行的方案，保证了中国第一颗人造地球卫星在1970年的成功发射，开创了中国航天事业第一个里程碑。