【制霸空天】用打气筒加燃料 再穷也要让“两弹一星”一飞冲天

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所谓“空天”,是指由高空大气层内以及大气层外的领域,是高空、极音速的争霸世界。目前美国、中国、俄罗斯、日本都相继大力发展空天领域的军事力量,目前全球有美、俄、中、英、法、日等国已成立空天领域的专门部队,可以见得竞争之激烈。本次军事专题,将以科普方式,介绍各国目前发展空天领域军事力量的历史、现况以及前瞻未来,介绍各国在空天战略层面上的合作与竞争。

中国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗全球组网卫星,在推迟数次后终于在2020年6月23日以长征三号乙运载火箭发射升空,中国比预定时间提前半年完成北斗系统的全球星座部署。遥想昔日,中国于1964年成功试爆原子弹、1966年实现导弹与核弹头的“两弹结合”、再到1970年发射首颗自制人造卫星“东方红一号”,这段迈向星辰大海的航天路磕磕绊绊走了超过半世纪,在一穷二白又面临国际封锁的困境里取得重大突破,委实太过不容易。

早在1956年,中国就成立国防部第五研究院专司原子弹与导弹的研发,1958年则在美国与苏联的刺激下,也着手推进研制人造卫星。然而由于财政困窘与技术门坎,人造卫星项目暂时于1959年被搁置。毕竟若导弹都还未开发出来,那难度更高、需要多级火箭分离技术的人造卫星又要如何升空?因此邓小平强调“两弹为主,导弹第一”,人造卫星工程则改以先研究探空火箭为主,这种做法不仅难度较低,且能与导弹技术互通,较切合彼时中国物力有限的现实。

靠着苏联于1956年与1957年先后提供的P-1与P-2型导弹,中国艰苦地摸索自己的导弹技术,于1958年启动了仿制P-2导弹的计划,该导弹即后来的“东风一号”。同时,上海机电设计院负责的探空火箭项目也正如火如荼地开展,总工程师王希季在缺乏电子计算器、大型发动机试车台、供应与运输液态氧燃料等关键设备的窘境下,不得不于1959年转而研发技术要求较低的T-7M型无控制探空火箭。

T-7M型火箭乃由液体燃料主火箭与固体燃料助推器组成的两级火箭,主火箭推力仅约226公斤左右,有效载荷也才19公斤。但为了这枚小小的火箭,中国工程师们仍付出极大心力。1960年2月19日,该火箭于上海发射。当时发射基地粗陋到没人能想象出这儿承载着中国的科技梦想,起重卷扬机、望远镜、发电机全是借来的,且发电机功率竟只有50千瓦,更教人吃惊的是,替火箭加注燃料的工具居然是个简单的自行车打气筒。且发射基地没有电话、没有无线电,指挥员只能靠挥舞旗子与扯开喉咙大吼来下达指令,火箭升空后更缺乏遥测设备,工程师们只能徒手转动天线追踪收集数据。这与美苏先进的实验室比起来,委实是天差地远。

1960年毛泽东(右三)于上海查看T-7M型探空火箭。(中国科学院国家空间科学中心)

但粗陋的装备挡不住中国想一飞冲天的志气,T-7M型火箭成功升空,其飞行至8公里的高空,尽管这远远没触及大气层与太空临界点的卡门线(Kármán line,约100公里高),但却替中国航天事业迈开了微小却重要的一步。所以当T-7M型火箭被送往上海新技术展览会场时,毛泽东兴奋地鼓励道:“8公里也很了不起啊!不要怕土,土八路也可以打败洋鬼子嘛!我们就要这样搞,8公里、20公里、200公里地搞下去,搞他个天翻地覆,直到把卫星送上天”。

可惜的是,随着中苏交恶,苏联于1960年撤走了所有在华技术专家与撕毁合同,迫使中国只能尽力先攻关原子弹与导弹项目,人造卫星则继续停留在探空火箭的阶段。直到1964年“东风二号”改进型中近程导弹试射成功后,标志运载火箭的技术已然成熟,在赵九章(1907─1968年)、钱学森(1911─2009年)等科学家的奔走下,这才使人造卫星的开发重新提上日程。

1965年,中国科学院决定该卫星“应比苏联和美国的第一个卫星先进可靠,要比他们的卫星质量大、发射成功率大、工作寿命长、技术新、能听得见”;1966年则确立以“东风四号”导弹为基础研制“长征一号”运载火箭的方针,从此开辟了“长征”系列火箭的不朽传奇。至于要“长征”宇宙的这第一颗中国人造卫星,亦于1967年被正式命名为“东方红一号”。

中国工程师们忙着组装东方红一号人造卫星。(人民网)

不过运载火箭必须比导弹有更快的飞行速度才能飞出大气层,因此领导卫星工程的第七机械工业部副部长任新民(1915─2017年),提议在“东风四号”的两级弹体结构上加上第三级固体燃料火箭。而为了节省经费与时间,人造卫星技术总负责人孙家栋决定,与“抓得住、看得见、听得着”这指标无关或赶不及突破的技术全割舍,以力保“东方红一号”能顺利于1970年升空。

曾参与研发的另一名负责人戚发轫解释道,“东方红一号”为此没使用太阳能电池,反而安装技术更成熟的蓄电池。但这不代表“东方红一号”的技术含量低,其使用的多普勒测速仪、利用仪器热量解决温度与耗电平衡的温控系统放眼当时世界,都属于一流装置,更不用说“东方红一号”质量达到173公斤,比苏联与美国的首颗卫星还要重许多,显见中国航天事业的起步虽晚,但却取得了相对更高的成就。

“东方红一号”于1970年4月24日顺利发射,于太空中向全球播映以6个音源振荡器发出的《东方红》乐曲,震撼了国际社会。当时为了克服通讯器材的落伍,发射卫星时的通信线路全用电线杆架起,同时还动员数十万民兵,以确保从发射基地、观测站再到每根电线杆下都有人员戍卫,显露中国对这颗“第一星”的重视,更警惕外力的窥探与破坏。

接着中国再接再厉,于1971年再度用“长征一号”发射“实践一号”人造卫星,且该卫星质量更大,重达221公斤,上面搭载了太阳能电池、测量高空磁场与宇宙射线的仪器,具有更实用的科研价值。而也正因中国的科研技术进步快速,“长征一号”的酬载能力已不敷所需,故1967年七机部就拟定发展返回式卫星、以“东风五号”为基础制造新火箭的计划,1973年正式命名为“长征二号”,替“长征”家族增添了新成员。

说起“东风五号”,其研发历程也仍未甩脱物力窘迫的艰困条件。曾在陕西凤县红光沟067基地埋首23年的航天姿态控制发动机设计师傅永贵,回忆称1969年他奉派至基地时,虽然绞尽脑汁完成发动机所需的肼催化分解推力室设计图,但基地毫无制造工具与测试环境。傅永贵起初还只能搭乘一天只有一班的班车上工,下车后还得走上40多分钟才能抵达试验室,往来非常费时。更糟糕的是,傅永贵与工程师们费力搭建的简易试验台最后得让给其他导弹零件测试,因此傅永贵等人只能紧急改装一个废弃厕所,将女厕改为试验间,男厕则兼有试验控制、操作间、装配间等多项功能。就这样,用以威慑外敌的战略导弹姿控发动机,一步步地于厕所里装配完成。

2007年长征三号甲火箭搭载嫦娥一号升空。(新华社)

“东风五号”研制成功不仅促使“长征二号”的诞生,“长征二号乙”、“长征二号E”、“长征三号”、“长征三号甲”、“长征四号”等运载火箭亦都是在此基础上陆续改进得来,其中长征三号甲成功发射中国首颗探月卫星“嫦娥一号”与多颗北斗系统卫星,诚可谓居功厥伟。

从“两弹一星”到北斗系统,欧美列强对中国的航天工程总怀有“中国威胁论”的疑惧目光,认为中国有意进军太空,但这始终是中国为打破封锁、显示自力更生决心的成果。当美苏拒绝出口先进科技、欧盟又于2007年驱逐中国参与的“伽利略”卫星导航计划时,中国焉能不自立自强?尽管中国航天技术的积累源自军武,但综观各国,发展脉络不也是来自国防需求?更何况,中国若不先以“两弹一星”保障国家安危,又怎会有余裕促进生产量与生产技术的创新、进而改善民生?倘使只强调美苏太空竞赛的科学作用,却忽略个中的冷酷军事对峙,并仅渲染中国航天的威胁性,无疑是种双重标准。

最重要的是,在俄罗斯加快发展太空作战能力、北约又于2019年宣布太空为“第五战场”的局势下,中国至今仍主张太空非军事化,力图将军事科技转为民用,通过北斗系统、量子通信等技术促进经济与社会的革新,也避免强权对航天事业的垄断,象征对外开放的包容精神,更振奋第三世界独立创新的意志。因此各国在评价“两弹一星”与中国航天工程时,不妨好好思索这究竟是在何等困苦的环境下被倒逼出来?若再与美俄日的太空军事化政策相对比,中国航天工程的和平意义也就更显得难能可贵。

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