他是中国“两弹一星”功勋科学家,他的传奇人生与中国航天史上多个第一联系在一起:他是中国第一枚导弹总体、第一颗人造卫星、第一颗遥感探测卫星、第一颗返回式卫星的技术负责人,总设计师;他是中国通信卫星、气象卫星、资源探测卫星等第二代应用卫星工程总师;他是中国探月卫星工程总设计师;他是在发射现场控制室里见证中国卫星第一次发射和第一百次发射的航天人。他就是著名的航天技术专家——孙家栋。本书以翔实的第一手材料,生动叙述了孙家栋的传奇人生。该书还首次披露了新中国重要卫星发射的成功与失败的细节,披露了我国目前月球探测工程的最新进展,揭示了我国航天事业取得辉煌成就的秘读。阅读孙家栋,就如同阅读新中国航天事业发展的历史。
本书以翔实的第一手材料,生动叙述了我国著名航天技术专家孙家栋的传奇人生。作者作为长期工作在卫星发射和卫星应用领域的航天人,用朴实无华的语言展示了孙家栋在事业上甘心付出、勇于负责,生活中淡泊名利、真诚待人的人格魅力和一代航天人的精神,以及他为祖国航天事业默默奉献并取得巨大成就的心路历程。
该书首次披露了新中国重要卫星发射的成功与失败的细节,披露了我国目前月球探测工程的最新进展,揭示了我国航天事业取得辉煌成就的秘读。
孙家栋经常说,我能够主持卫星总体设计工作,得益于中国航天事业的稳步发展。是中国航天事业的发展为自己提供了“平台”,是中国航天事业的发展成就了自己。
1965年4月29日,当时的国防科委根据中国航天技术的总体规划进展,向中央专委提交研制和发射我国人造卫星的情况报告中,已经将返回式遥感卫星列入航天技术十年奋斗目标。中央第十三次专委会明确指出:“我国发展人造卫星以应用卫星为主,应用卫星以返回式遥感卫星为主。”在这一决策下,加速了返回式遥感卫星的发展。
在那个年代的国际航天领域,对航天技术的保密程度比现在不知道要高多少倍。当时封闭的中国也不可能与国外开展技术合作。中国开展返回式遥感卫星研制,一无资料,二无经验,难度之大可想而知。
试验型返回式遥感卫星的研制始于1966年初,当时七机部第八设计院的研制人员在总工程师王希季的主持下进行了总体方案探讨,于1967年9月提出了初步方案论证报告。1968年2月,返回式遥感卫星的总体研究任务转到空间技术研究院后,任务正式落到了孙家栋的肩上。
此时,孙家栋正在主持研制“东方红一号”卫星,他同时担任了中国第一颗返回式遥感卫星技术总负责人。
返回式卫星的研制经历了四个阶段:1966年初至1967年9月为方案论证阶段;1967年9月至1970年3月为方案设计阶段;1970年3月至1973年1月为初样研制阶段;1973年1月转入正样研制阶段。
返回式遥感卫星的正检星从1973年4月开始,进行了为期八个月的噪声、分离冲击、热真空和整星振动试验,获得了大量的试验数据,孙家栋组织研制人员,针对暴露出来的问题又制定了若干改进措施。
返回式遥感卫星是一种用于国土普查的遥感卫星,被广泛应用于大地测量、资源勘探、资源普查、交通建设、城市规划等很多领域。尽快将返回式遥感卫星发射上天投入使用,必将在我国国民经济建设中发挥重要作用。
返回式遥感卫星最主要的作用是要有较强的观测能力,最主要的技术指标是对地观测的分辨率。卫星的观测能力表现在卫星飞行时间和卫星所携带的胶片数量。卫星上所使用的电源是锌银蓄电池组,卫星飞行的时间完全取决于锌银蓄电池组的容量。卫星在空中飞行拍摄,受地球天气的影响比较严重,云量天气的影响大约占40%~60%,如果能够增加飞行时问,不仅可以增加拍摄区域,而且在观测区域的安排上可以根据气象情况进行拍摄调整,可以充分提高胶片的利用率。卫星所携带的胶片量是对地观测能力的重要因素,但胶片量的增加不仅涉及到火箭的运载能力,也涉及到星载遥感相机和卫星返回舱的综合布局。
在当时,除了要完成卫星本身的研制,在研制中还要与星上有效载荷的研制同步进行。星上相关技术的攻克情况,比如全景扫描相机光学设备、胶片的厚薄及质量水平等,所出现的问题会直接涉及到卫星方案,常常会牵一发而动全局,不仅大的方案,就是很多具体细节都需要孙家栋随时进行全面考虑,综合协调。
孙家栋组织总体部门将任务分配到各个系统,由各个系统按照总体技术、质量指标开始了研制。第一颗返回式遥感卫星的形状为羽毛球状的钝头截锥体,最大直径2200mm,总长度3144mm,头部半锥角为10度。由仪器舱和返回舱两个舱段组成。卫星由有效载荷、结构、电源、控制、热控、程控、遥控、遥测、跟踪、天线、返回,共11个系统组成。这一环扣一环,各个系统紧密结合恰似巧夺天工般的杰作。
有效载荷为胶片型可见光遥感相机,卫星完成全部摄影任务后,由返回舱脱离空中运行轨道带着胶片舱返回地面。
结构系统主要是仪器舱和返回舱两个舱段,仪器舱具有良好的密闭性,以满足遥感相机在太空工作的压力环境。仪器舱壳体为铝合金金属结构,舱内主要安装遥感相机和在轨道上工作的仪器。回收舱内衬为铝合金,外部为耐高温的抗烧蚀材料。
电源系统包括锌银蓄电池组、电源变换器、配电器及其电缆等设备。其功能是为卫星上的设备供、配电,保证星上设备正常工作。
控制系统包括姿态控制和轨道维持两部分功能。姿态控制是对地定向三轴稳定系统,以满足有效载荷对地摄影的姿态要求,用陀螺和红外线地球敏感器作为姿态测量部件,用冷气喷气系统作为执行机构来完成控制功能,正确地完成运行及返回前的姿态基准。
热控系统的功能是通过保温与散热等不同措施,保证卫星上设备所要求的环境温度。
程控系统的主要功能是产生程序控制指令,控制遥感相机和其他设备的定期开、关机。
遥控系统的功能是接收地面发送的指令信息,接收机收到指令后,向星上其他设备发出指令,控制星上设备的开关机以及状态变化。
遥测系统的功能是采集星上的数据,经过编码、调制后,由无线电射频传输到地面站,经对面站接收、解调和处理后得到所需要的卫星工程数据。
跟踪系统的功能是利用星上双频测速和雷达测距设备,由地面和星上设备相互配合测出卫星到地面站的方位和距离,经计算得到卫星的轨道数据,完成地面跟踪和轨道测量。
天线系统是为完成遥控、遥测、跟踪、回收标位等设备无线电信号发送和接收所配套的设备。
返回系统是当卫星完成在轨遥感摄影和科学试验任务后,由姿态控制系统调整好卫星姿态,保证返回舱与仪器舱分离后,执行卫星的回收程序,发出制动发动机点火、无线设备开机、降落伞开伞等一系列指令,使返回舱安全着陆返回地面。
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令世人关注的中国探月卫星“嫦娥一号”升空在即,我与中国航天科技集团办公厅秘书李钢应邀来到孙家栋的办公室。能见到孙家栋实属不易。作为探月工程五大系统总设计师,他每个月在北京的时间常常不足十天,基本每周都要从这个城市飞到那个城市协调处理工程问题,即便在北京,他的时间也会被会议排满了日程。
孙家栋曾经对我说过:“搞了一辈子航天,航天就像我的‘爱好’一样,这辈子都不会离开了。”这次见到孙家栋,觉得他脸庞清瘦、面带倦容,花白的寸头来不及梳理显得有些乱,但他的腰杆挺得还很直。孙家栋已经年过78岁。
孙家栋说:“最近总是马不停蹄地在外地跑,感觉到有点累,可有些事情不解决,预定的发射总体计划会泡汤的。不仅我着急,大家都着急呀。要说腰杆挺得直,那是腰病又犯了,只能挺着,不能弯着。”
说到探月工程,孙家栋随之精神一振。他说:“以前几十年我们所搞的航天工程,全部都是围绕地球开展的科学研究和应用,对于探月来讲,是飞离地球轨道围绕月球开展的研究。虽然在方案上尽量继承以往的成熟技术,但开展探测月球活动是我国的第一次,因此,经常会出现许多第一次遇到的难题。”
这时,孙家栋指着月球仪的坑坑点点说:“为了表彰世界各国的天文学家,国际天文学联合会(IAU)在月球的环行山上,先后以世界上的1333个科学家名字命名,其中有7位中国人的名字,他们是近代科学工作者高平子、秦铁,以及古代石申、张衡、祖冲之、郭守敬、万户。现在我们做的是中国前人没有做过的事情,大家憋着劲干了这么长时间,就是要用我们自己的技术创造奇迹,探月工程是航天深入发展的必由之路。国家现在的经济基础和技术水平跟以前大不一样,天天都在进步,这也是探月工程能够顺利进行的保障。目前,工程的主要难点基本都已经突破,工程进度按照计划进行,大家都在为2007年的发射计划拼搏。”
从相貌上看,孙家栋属于那种很有亲和力的智慧型人物,初次见面,看不出他与常人有什么不同,高高的身材,穿戴平常;慈眉善目,待人和蔼可亲;严谨沉稳,厚重宽和的性格,很少能看出他有什么大喜大怒。当卫星发射成功时他也没有喜形于色,当工程遇到困难时他也能够泰然处之,给人一个大智若愚的感觉,验证了一句古语:“有才而性缓定属大才,有智而气和斯为大智。”
孙家栋淡泊名利,不屑于做那些凑热闹、出风头的事情。他搞了大半辈子的卫星,仿佛自己就是一颗穿云而过的卫星,默默地环绕地球造福于人类,现在又在探索环绕月球为人类寻找新的资源。这怎能不令人肃然起敬……
科学家孙家栋的人生经历,将给后人留下无数启迪……
书稿写完了,我总感到不是很满意,总觉得还没有把孙家栋的精彩写出来,尤其是没有把他的性格写完整。这也许是给读者留下的缺憾。
因为孙家栋淡泊名利、少语寡言,不愿意谈论自己,因此,这本书写起来就深感艰难。尽管孙家栋在科学界名气很大,在中国航天发展史上硕果累累,可要把逻辑思维极其严谨的科学家塑造成一个活灵活现的人物形象,需要付出极大的努力,尤其是对我这样一直从事技术工作的非专业作者来说,更是难上加难。
人类的进步与文明离不开科学。当今社会,科学技术的发展正迅速而深刻地改变着世界经济格局和人类生活的面貌,也带给了民族和国家巨大的机遇和挑战。如果埋头苦干的科学家鲜为人知,科技“明星”星光黯淡,那么我们将极不情愿地看到它的直接和间接的后果是中国科技的危机。
我与孙家栋有过一次很随意的聊天,但这次聊天却使我非常难忘。
那时我与孙家栋在国外出差,一天晚饭后,我们沿着林荫小道散步。我说:“孙部长,像您这样的年纪担任着国家新一代航天工程的大系统总师,在您的领导下攻克了那么多的难关,解决了那么多工程中出现的新问题。尤其是国家实施探月工程,您作为探月工程的发起人之一,又是统领工程五大系统的总设计师,但您总是那么低调,每当大家谈起您的时候都说应该向您这样的科学家学习。”
孙家栋却眯缝着眼睛,呵呵一笑说:“是吗?其实要说科学家的话,那是人家尊重我的称呼,实际上我也就是个合格的工程师,我们航天产业是一个多领域、多学科技术的集成,涉及和标志了国家的总体技术水平,研究和解决这些基础科学的才能称得上是科学家,像我这样使用科学家的成果进行工程应用的就是个工程师呀,如果应用得好、经验积累足的话顶多也就是在工程师前面加上‘高级’两个字吧。”
孙家栋从我国航天创业开始做导弹总体工作,参加了最早的导弹设计、研制、试验,组织领导了我国从“东方红一号”卫星开始的所有航天飞行器的研制,并且长期担任国家航天部门的领导职务。他参与和见证了我国航天事业的辉煌历程,做出了那么巨大的成就和业绩,是国内、国际科学界公认和深受爱戴的科学家。而此时他说到自己却那么轻描淡写。我被他谦逊的心灵感动了,也被他的人格魅力所折服。
殊不知,作为航天工程总设计师的孙家栋如今已经78岁,经常是从一个城市飞往另一个城市,一周内竟然能去三四个城市,别说是他,就是跟随他多年、比他年轻许多的秘书李钢有时候也有些吃不消。这是什么?这就是科学家的毅力,是一辈子铸就的伟大的航天精神……
通过写孙家栋,我感到他身上有很多让我佩服和崇拜的东西。他吸引我的不仅仅是科技成果,也不仅仅是他的科研历程,其实我更想写的是他这位科学家为祖国航天事业默默奉献的心路历程,更想写他对事业的执著、对同志的真诚。当你与这样一位科学家在一起交谈的时候,你会融入一种宽松融洽的探讨氛围,感受到他宽阔的胸怀、高尚的心灵、与人为善的美德。我很惊讶,他的人格近乎完美。几十年来,他没有为名利、金钱之类的东西所左右,坚定自己人生道路,一次又一次地获得了事业上更大的成功。
虽然孙家栋说起话来谈笑风生,极具幽默感,但他似乎常常在沉思,即便开口也极为简单:“我个人和家庭的情况很简单也很普通,确实没什么好谈的。”他对自己在中国航天方面创造的辉煌业绩根本就难张其口。常常用一句话就对付过去:“航天的事情一丝一毫都马虎不得,每个人手中的事情看似不大,但集合起来就是事关成败、事关国家经济利益的大事情,作为航天人不论是谁,都会想尽一切办法把事情办好,航天人个个都是这样,你说有什么好谈的呢?”说完还会笑呵呵地眯缝着眼晴很谦虚地向你点点头:“其实说透了就是这么个理!” 如果读者朋友能喜欢这本书,能开阔航天知识视野,能喜欢这位慈眉善目的孙家栋,能够从他身上获取人生的启迪,将是我最大的心愿。
我本人从清华大学一毕业,就来到卫星发射场,以后一直从事航天发射指挥及技术管理工作。写孙家栋,我得感谢我那位航天军旅作家妻子马京生,由于工作关系我在家会经常提到孙家栋,她鼓励我应该去写孙家栋,说:“你熟悉孙家栋,你一定能写好他,因为你对航天事业有感情。”可是当我真正动笔后,妻子却总是忙得不亦乐乎,虽然不忍心去打扰她,但在茶余饭后还是得到了她的一些文学点拨。这本书的写作都是我在业余时间完成的,它已经成为我业余时间丢不下的心事。通过写孙家栋,也使我又一次回顾了自己曾经经历过的许多卫星发射、中国航天对外开拓等惊心动魄的航天活动,使我情不自禁地勾起了参加航天发射活动的许多美好回忆。
感谢李钢同志为本书精心编撰了“孙家栋大事年表”,感谢孙家栋的夫人魏素萍给予书中事件的提示和鼓励,感谢为本书编辑出版付出辛勤劳动的当代中国出版社给予的指导!
作者
2007年9月19日