數十年的航天生涯,他創造了眾多的中國第一丨中國北斗背後故事


本文選自《中國北斗》(山東文藝出版社)

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衛星導航系統是超級大科學、大工程、大系統,建設時間長,學科覆蓋面廣,參建人員多,投入資金大。 如美國GPS 從20 世紀70 年代初啟動到1994 年預定衛星發射完畢,歷時二十多年,涉及近百個學科專業方向,數百個國家部門、科研機構參加建設,參建人員高峰時期多達數十萬,先後投入資金達百億美元。

那麼,誰來擔任中國北斗衛星導航系統的總設計師呢?大家都在心裡揣測。在人們翹首以待的目光裡,孫家棟被任命為北斗一號總設計師,李祖洪被任命為副總設計師!

孫家棟是中國航天事業發展歷程的親歷者、見證者和決策人、組織者之一,是中國航天領域少有的既研製過火箭又研製過衛星,既有深厚的航天學術底蘊、豐富的航天工程實踐經驗,又有航天產品出口貿易經歷的「航天全才」。

在數十年航天生涯中,孫家棟創造了眾多的中國第一:第一顆人造地球衛星、第一顆遙感探測衛星、第一顆返回式衛星的技術負責人、總設計師,中國通信衛星、氣象衛星、資源探測衛星等第二代應用衛星的工程總師,中國探月工程總設計師……

孫家棟

1929 年,孫家棟出生於遼寧瓦房店。 1942 年考入哈爾濱第一高等學校土木系,中途因戰爭失學。 1948 年9 月,他考入哈爾濱工業大學預科學習俄文。 1951 年,他和另外二十九名同學一道,被派往蘇聯茹柯夫斯基工程學院學習飛機發動機專業,成為中華人民共和國成立後第一批公派留學人員。茹柯夫斯基工程學院規定,每年各科考試成績都獲得五分的同學,畢業時可獲得一枚印有史達林頭像的金質獎章。 1958 年,孫家棟帶著這樣一枚珍貴的金質獎章回到了祖國。此時,正是「兩彈一星」工程啟動之時,需要大量的專業人才。因此,孫家棟被分配到航天部門總體設計部。對此,孫家棟感慨地說:「學了七年飛機發動機專業,本以為會和飛機打一輩子交道,沒想到卻幹起了總體設計。」儘管如此,當組織上問他有什麼想法時,他依然微笑著回答:「國家需要,我就去做,並努力做好。」

1965 年,東方紅一號衛星工程啟動,並明確要求「上得去,抓得住,聽得到,看得見」。所謂「上得去」,就是首先要保證衛星能飛上天;「抓得住」,就是衛星上天后地面設備能對衛星進行控制;「聽得到」,就是衛星要播放音樂,且能被地面接收和聽到;「看得見」,就是衛星在軌飛行時能讓地面的人可觀測,以鼓舞人心。

中國第一顆人造地球衛星是開天闢地的航天大業,工程到了總體設計階段,誰能擔綱技術負責人?聶榮臻親自給錢學森打電話商量此事。

錢學森脫口而出:「孫家棟!通過這些年的接觸,我發現這是個難得的航天人才,具備技術負責人的能力和素質。」

「錢教授,我相信你的眼光。」聶榮臻拍板說,「中國首顆人造地球衛星的技術負責人,就是孫家棟了!」

就這樣,七年學飛機、九年做總體設計的孫家棟在1967 年開始「放」衛星。

面對人生的又一次轉折,孫家棟還是那句話:「國家需要,我就去做,並努力做好。」

這年,孫家棟三十八歲。

孫家棟對前期衛星研製基礎工作進行了深入調查研究,認為「上得去,抓得住,聽得到,看得見」總要求中,「上得去」是首要前提、當務之急。為此,必須充分發揮系統集成優勢,並簡化研究方案。他積極與火箭研究院協商,選調十八名具有一定係統工程實踐經驗的技術人員,加強了總體設計力量,並說服一些老專家,把衛星研製計劃改為「兩步走」,即先用最短時間實現衛星上天,解決有無問題,然後再研製帶有探測功能的應用衛星。

孫家棟很快帶領大家製定出東方紅一號總體技術方案。大家日夜兼程、攻堅克難,拿下一系列關鍵技術,破解了一個個科學難題,僅用三年時間,便研製出我國第一顆人造衛星。 它由結構、熱控、電源、短波遙測、跟蹤、無線電和《東方紅》樂音裝置以及姿態測量部件組成,總質量173 千克,直徑1 米,外形為72 面圓球體,採用自旋穩定方式在空間運行。

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1970 年4 月1 日,裝載著兩顆東方紅一號衛星和一枚長徵一號運載火箭的專列抵達酒泉衛星發射中心。

「東方紅一號」衛星

4 月24 日21 時35 分,裝載著中國第一顆人造衛星東方紅一號的長徵一號運載火箭,從酒泉衛星發射場拔地而起,準確進入預定軌道。人們收聽到了浩瀚宇宙中傳來的《東方紅》樂曲,看到了一顆明亮的星辰緩緩從頭頂的太空劃過。

東方紅一號發射成功,使中國成為繼蘇聯、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。 雖然比蘇聯發射的第一顆人造衛星晚了十三年,但它的重量超過了前四個國家第一顆衛星重量的總和,實現了毛澤東主席對衛星發射「要搞就搞得大一點」的願望,標誌著中國正式加入了「太空俱樂部」。

把東方紅衛星送上太空後,孫家棟又作為總設計師帶領大家完成了我國第一顆遙感探測衛星、返回式衛星、通信衛星、同步軌道氣象衛星、地球資源衛星等航天飛行器的研製與發射。

在迄今我國自主研製發射的航天飛行器中,孫家棟作為技術負責人、總設計師領導發射的衛星占到三分之一。

長期的衛星研製實踐,讓孫家棟體會最深的是,幹航天必須穩之又穩、細之又細。他認為,「航天發展到現在,依然是世界公認的高風險活動。 任何一個環節出問題,往往帶來災難性的後果」,「航天的事情,絲毫都馬虎不得,每個人手中的事情看似不大,但集合起來就是事關成敗、事關國家的大事情,不論是哪個航天人,都要想盡辦法把自己負責的每一件事做到最細、最好」。

長期在航天發射的風雨中奔波闖蕩,賦予了孫家棟作為一名航天帥才的珍貴品質,那就是臨危不亂,遇險不懼,敢於決策,勇於擔當。用他自己的話說:「幹航天這一行,關鍵時刻要有一種完全忘我的境界。」

20 世紀70 年代初的一天,完成星箭對接的運載火箭矗立在發射台上,一顆衛星完成了各項檢測,發射在即。 隨著口令的下達,各系統的地面電纜、電信號插接件、氣源連接器紛紛按程序依次從運載火箭上脫落。

這時,離運載火箭點火的時間只剩下幾十秒鐘,衛星卻沒有收到「成功轉內電」的信號。 如果繼續按既定程序走下去,把一顆不能正常供電的衛星送上太空,這顆重達兩噸的衛星將成為毫無用途的太空垃圾。 可要停止發射,需要按照正常程序逐級報告,等待發射總指揮下達「停止發射程序」的命令。

時間已經來不及了!

在這千鈞一髮之際,只是衛星技術負責人的孫家棟,果斷站起來大喊一聲:「停止發射!」

發射程序戛然而止,衛星得救了,孫家棟卻由於神經高度緊張而昏厥過去。

1984 年4 月8 日,中國第一顆試驗通信衛星發射成功並進入地球靜止軌道。但在衛星向定點位置漂移過程中,星上蓄電池出現熱失控現象,衛星危在旦夕

孫家棟與技術人員經過幾個晝夜模擬試驗發現,當太陽照射角為90度時,衛星能源系統可以將溫度控制在設計指標範圍之內。於是,孫家棟果斷命令將衛星姿態角再調整5 度,但操作指揮員卻不敢執行。因為正常情況下,下達指令需要按程序逐級審批,最後由發射指揮部領導簽字才能執行。情況緊急,逐級審批必定誤事。

孫家棟讓人找來一台錄音機,說:「我下達的指令,由我負責!以錄音為證。」

操作指揮員還是不放心,又臨時拿出一張白紙,在上面寫下「孫家棟要求再調5 度」的字樣,讓孫家棟簽名。

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孫家棟想都沒想,拿起筆就簽。 指令發出去了,衛星化險為夷。

這顆衛星的成功,標誌著中國成為世界上第五個成功發射地球靜止軌道通信衛星的國家。

「東方紅二號」試驗通信衛星成功發射

1985 年10 月,中國政府向世界宣布:中國的運載火箭將投入國際市場,承擔國外衛星發射業務。 中國航天事業的拓展,要求中國航天人不僅要懂得研製火箭、發射衛星,也必須學會與國外商家打交道。

1988 年,香港亞洲衛星公司購買了一枚美製衛星亞洲一號,準備使用中國自己的火箭作為運載工具,但衛星要從大洋彼岸運到中國,必須有美國政府發放的出境許可證,孫家棟被組織上任命為赴美談判代表團團長。面對從「衛星專家」向「生意人」的角色轉換,他還是那句話:「國家需要,我就去做,並努力做好。」

中美談判中,發射價格和技術安全是兩大焦點。美方代表認為:「中國衛星發射的價格是政府補貼下的市場傾銷。」

孫家棟的回答有理有節:「在發射價格這個問題上,中國和美國是一樣的。 如果說中國在發展航天方面有政府補貼的話,那麼美國的火箭發射場由國家投資建設,難道就不是政府補貼了嗎?我們中國發射費用低,那是因為中國勞動力比美國便宜得多。當前,美國一個普通工人月收入三四千美元,而中國工人月平均工資只有一百多元人民幣,中國的發射價格比美國便宜難道不正常嗎? 」

在孫家棟有理有據的回答面前,美方代表不得不沉默下來。

當談到衛星進入中國後的技術安全時,談判幾乎陷入僵局。 美國要求衛星進入中國海關後免除安全檢查。這涉及國家主權,顯然不能退讓。如何才能既堅持主權原則,又把美國衛星弄到中國來呢?

孫家棟突然想到中國的「特區政策」,在特區「保稅區」裡,一些產品和材料可以免檢「過境」,讓美國衛星享受這項特殊待遇,把「過關」改為「過境」,中美談判僵局不就春暖花開了嗎?

他們立即向外交部和海關請示,迅速獲得國家有關部門批准,美國當局也表示接受,「許可證」終於拿了下來。

1990 年4 月7 日,長徵三號運載火箭在西昌衛星發射中心將美國休斯公司的亞洲一號通信衛星成功送入預定軌道。

雖然這次發射的是美國的衛星,但卻是令孫家棟最為感懷的一次發射: 「我不只感受到自己的心跳,旁邊人的心跳也能感覺到。 有人告訴我,衛星發射成功,美國華僑流著淚激動地說:『中國的衛星能打多高,國外華人的頭就能抬多高。 』」

這是中國運載火箭第一次發射世界一流航天強國的人造衛星,標誌著中國航天昂首挺胸進入了國際商業發射市場。

嫦娥一號發射成功

2004 年,中國正式實施嫦娥一號工程,孫家棟再次被任命為總設計師。這一年,他七十五歲。

消息傳出,一些朋友勸他:「家棟,你為國家研製發射了那麼多衛星,成為『兩彈一星』元勛,已經功成名就,達到別人難以企及的人生高度了。 這探月工程挑戰太多,風險太大,要有個萬一可怎麼好?」

孫家棟聽了,還像過去那樣微微一笑說:「國家需要,我就去做,並努力做好。」

孫家棟幾乎把自己的一生都獻給了中國的航天事業。他的奉獻贏得了我國航天領域專家們的敬佩和讚賞。

中國工程院院士、神舟飛船系列原總設計師戚發軔讚譽他的這位老朋友:「抓大放小,舉重若輕;善於綜合,敢於決策;大膽放手,勇於負責。」

中國科學院光電研究院研究員徐穎稱讚他:「孫總說話慢吞吞的,但總能統領全局,運籌帷幄,是個睿智的老頭兒。」

歐陽自遠是和孫家棟、欒恩傑一起被譽為探月工程「鐵三角」的「老航天」,他認為:「孫先生是一個善於把複雜問題簡單化的『高手』。 比如衛星,大家都覺得很神秘、很複雜,可在他眼裡就很簡單,用孫總的話說,『衛星就相當於以前打仗時的消息樹—— 在一個高地上種棵樹,敵人來了,人們就把那棵樹拽倒,另外一邊的人就都能看見了,這就是信息傳遞』。 這其實是航天工程總師最重要的素質之一。 也正是他這一超凡能力,確保了東方紅衛星三年上天,以及一系列應用衛星和嫦娥一號工程的有條不紊、順利推進。」

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中國衛星導航問題也是孫家棟一直在思考的問題。 他敏銳地意識到,衛星導航系統對國家強盛至關重要,一個國家只有擁有自主研發、自主控制的衛星導航系統,才能為現代化建設提供一個可靠保障。但中國衛星導航事業如何走?孫家棟認為,中國的衛星導航事業要像美國、俄羅斯那樣一步建成全球系統,顯然不符合研發起步落後、技術人才匱乏、技術基礎欠缺、經濟實力薄弱的中國實際,中國衛星導航之路需要「摸著石頭過河」,只能走循序漸進的建設路子。

本文中圖片來自網絡

中國北斗的26年,中華兒女的26年,全都在這本《中國北斗》之中。 (當當網正在熱銷)
本書是山東文藝出版社於2021年出版的第一部講述中華兒女26載頑強奮鬥、攻堅克難、獨立自主地建設北斗全球衛星導航系統的報告文學。

它以北斗系統建設時間為橫線,以各分系統團隊攻克重重難關為縱線,通過「雙星定位系統」建設,「快捕精跟」技術攻關,晝夜打造地面運控系統等故事,呈現了北斗一號「凝眸神州」的崛起過程;通過積極爭取國際合作共同開發頻率資源,攻剋星載原子鐘,加速衛星研製,設計獨特「中國星座」等故事,呈現了北斗二號「放眼亞太」的成長曆程;通過攻剋星間鏈路,引入競爭機制,組織火箭快速發射等故事,呈現了北斗三號「極目寰球」的壯大路程。

作者:龔盛輝出版社:山東文藝出版社出版時間:2021年12月ISBN 978-7-5329-5852-8 開本:小16開定價:48.00元

龔盛輝,湖南江永人,我國科技報告文學代表作家之一,中國作家協會會員,湖南省報告文學學會副會長。作品曾獲中宣部精神文明建設「五個一工程」獎。 1994年開始文學創作,創作出版長篇報告文學《鑄劍》《向著中國夢強軍夢前行》《決戰崛起》《中國超算》《國防之光》和長篇小說《絕境無淚》等。

大咖· 推薦

該作品立意高遠,既有深厚的歷史回望,更有現實國際科技的激烈競場面,更重要的是展示了中國「北斗人」的堅韌與奮進的科學精神,人物形象鮮活感人。

——何建明

這是一部書寫國之重器的大書,是一部力透紙背、情透紙背的大書。

——孟繁華

《中國北斗》是文學真實全面深入接觸表現中國北斗衛星導航系統的最早最新作品。

——李炳銀

我相信,《中國北斗》問世後,重視這部作品的不僅是國人,也會有一些外國人,只要他們驚嘆於中國衛星導航事業上發生的傳奇,希望了解中國現代科技迅猛發展的故事,就會從書中得知,中國有這樣一批專業精英,他們的聰明與智慧、執著態度與獻身精神,相當程度上決定了中國將不斷崛起的廣闊前景。

——胡平

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