今天是4月24日,第十一个中国航天日,主场就在四川成都,主题是“七秩问天路 携手探九霄”。
小清想跟大家唠的,是56年前的今晚——那时候我们连火柴都叫“洋火”,连计算机都要靠手摇计算,却敢在太空里放一颗173公斤的卫星,还扬言要让老百姓抬头能看、低头能听。
这听起来像天方夜谭的事,前辈们到底是怎么做到的?今天就带大家揭开这颗传奇卫星背后的硬核真相。
很多人都不知道,1970年的时候,日本比我们早两个月发射了他们的第一颗人造卫星“大隅号”,不少人就说我们是“赶晚集”,跟在别人屁股后面跑,甚至还有人嘲讽我们“技术落后,只能凑数”。
可小清要说,这“第五名”,可比前四名加起来都硬气,硬气到让整个世界都沉默!
咱们先上一组实打实的数据,不服都不行。
当年苏联发射的第一颗卫星“斯普特尼克一号”,重量是83.6公斤;美国的第一颗“探险者一号”更轻,只有8.2公斤;法国的“阿斯特里克斯号”是38公斤;日本那颗比我们早发射的“大隅号”,也才9.4公斤。
大家可以算一笔账,这四个国家的首颗卫星加起来,83.6+8.2+38+9.4=139.2公斤,还比不上我们东方红一号173公斤的重量,差了整整33.8公斤!
可能有人会说,重量大算什么,说不定是技术不行,只能堆重量撑场面?
这话可就大错特错了。要知道,卫星能送多高、送多重,最核心的就是运载火箭的实力。
当年苏联发射首颗卫星用的是一级半火箭,而我们的东方红一号,是用长征一号运载火箭送上去的,这是我国首枚固液混合型三级火箭,第一级、第二级是液体火箭,第三级是固体火箭,技术起点一点都不低。
说白了,别人用三级火箭才能送上天的轻量卫星,我们用自己研制的三级火箭,直接送上了一颗比他们总和还重的卫星,这可不是堆重量,是实打实的运载能力硬实力!
在那个国家经济、科技都还很落后的年代,前辈们没有国外的技术借鉴,没有先进的生产设备,全靠自己摸索、反复试验,硬生生用双手造出了能承载173公斤卫星的运载火箭,这份底气,足以让世界刮目相看。
可别以为这173公斤只是单纯堆重量,前辈们的野心远不止于此——他们要让这颗卫星,真正走进每个中国人的生活,让大家抬头就能看见,低头就能听见。
可大家不知道的是,这颗卫星直径只有1米,飞在400多公里外的太空,就算天气、光线最理想的时候,它自身的反光亮度也只相当于七等星,而人眼最多只能看到六等星,根本看不见!
这就有了前辈们的第一个神操作,也是那个藏在太空里的“光学骗局”。
为了让老百姓能亲眼看到这颗属于我们自己的卫星,前辈们动足了脑筋。
他们把卫星做成了一个72面体,就像一颗巨大的迪斯科球,每一个面都能反射太阳光,而且卫星在太空中会不停旋转,这样反射的光线就会更加明显,能最大程度增加反光效果。
但光靠卫星本身还不够,前辈们又想出了一个“神来之笔”——在长征一号第三级火箭上,撑开一个直径4米的“大裙摆”,也就是一块具有良好光学反射特性的反光板,材质是轻薄的聚酯薄膜,撑开后就像一面巨大的镜子,能大面积反射太阳光,把亮度提升到二三等星的程度,这样人眼就能清晰看到了。
小清跟大家说句实在的,当年很多老百姓抬头看到的那个在夜空中移动的光点,根本不是东方红一号卫星本身,而是那面4米直径的反光板在反射阳光。
前辈们用这样的智慧,硬生生在太空里给中国人“造”了一颗专属的“星星”,不是什么高科技的光学魔术,就是最朴素的智慧和最执着的坚持。
想想看,在那个连反光材料都要反复试验的年代,前辈们要精准计算反光角度、卫星旋转速度,还要保证反光板能在太空顺利撑开,没有一次失败的机会,这份不易,现在想起来依然让人热泪盈眶。
前辈们用智慧破解了“看得见”的难题,让太空里多了一颗属于中国的“星星”,可新的问题又来了——太空里没有空气,是真空环境,声音根本无法传播,怎么让全国老百姓都听到《东方红》的歌声?
这背后,是另一个硬核的技术突破,也是前辈们用无数个日夜熬出来的成果。
可能有人会疑惑,既然太空是真空,那《东方红》的歌声是怎么传下来的?
小清跟大家科普一下,这可不是物理课上的声音传播,而是无线电课的知识。
当年中央给东方红一号定下了“上得去、抓得着、看得见、听得到”的总体技术目标,其中“听得到”不仅是科研任务,更是政治任务,要求乐音一不能哑,二不能变调,还要悦耳动听、可靠性高。
因为没有任何经验可借鉴,科研人员经过反复论证,最终确定采用电子乐音的方案,而且选中了铝板琴的音色——这种音色清晰悦耳,模拟起来线路简单,可靠性也高,不像模拟北京火车站的钟声那样,线路复杂容易出问题。
《东方红》乐曲前八节有六个不同的音,科研人员就用六个不同的高稳定度音源振荡器代替六个“音键”,再用程序控制振荡器的发音和衰减,混以谐波产生和音,这样就做出了大家熟悉的《东方红》乐音。
可别以为这就完了,太空的环境极端恶劣,高温、低温、辐射,还有发射时的剧烈震动,都可能让乐音装置出问题。
为了防止震动影响乐音装置,科研人员采用了环氧树脂固封的方法,可没想到,固封后乐曲竟然变调了!原来,环氧树脂固化过程中会造成碳膜电阻“中毒”,改变了振荡器回路中电阻的阻值,导致乐音变调。
为了解决这个问题,科研人员不分昼夜逐点逐级检查电路,最后想出了一个办法:先给电阻做蜡模具,浇灌环氧树脂让其阻值充分变化,稳定后再安装到电路板上,最后经过高低温调试,再用环氧树脂整体固封,这样就彻底解决了变调的问题。
卫星上天后,乐音装置会把《东方红》乐音变成无线电波发送到地面,地面接收站收到后,再通过全国的电台转播,不需要昂贵的设备,普通老百姓家里的短波收音机,就能清晰听到来自太空的歌声。
小清想象着当年的场景,1970年4月24日晚,无数中国人守在收音机前,当那清脆悦耳的《东方红》乐曲从太空传来,整个中国都沸腾了。
老人停下手中的活计,孩子凑在收音机旁,每个人的脸上都写满了骄傲和激动——那是属于全体中国人的“太空广播”,是中国航天第一次向世界发出自己的声音,是我们打破国外技术封锁、实现航天梦的最好证明。
56年过去了,今天的中国航天,早已不是当年那个连计算机都要手摇的模样。
今年的中国航天日主场活动在成都举办,我们不仅迎来了中国航天事业创建70周年、航天日设立十周年的重要时刻,还集中发布了一系列重大成果:嫦娥五号月球样品的最新科学发现“镁嫦娥石”和“铈嫦娥石”,天问三号计划2031年前后携带火星样品返回地球,还有“羲和二号”的国际合作机遇公告,每一项都让世界瞩目。
东方红一号早已完成了它的历史使命,但它依然在近地轨道上飞行,就像一位沉默的老者,默默见证着中国航天的飞速发展。
当年研制它的前辈们,有的已经白发苍苍,有的已经永远离开了我们,但他们留下的航天精神,却一直传承至今。
这颗173公斤的卫星,从来都不只是一颗卫星,它是那个年代中国人对抗匮乏、仰望星空的图腾,是我们不畏艰难、奋勇争先的象征。
它告诉我们,当年我们能在一穷二白的基础上,造出比苏美法日前四名总和还重的卫星,能破解“看得见、听得到”的技术难题,今天我们就能实现嫦娥探月、天问探火、空间站驻留,未来我们也一定能实现载人登月、火星驻留,探索更遥远的宇宙。
今晚,就是东方红一号发射的56周年纪念日,如果你抬头看天,请记得向那颗还在太空飞行的老卫星致敬。
它承载着中国人的航天梦,也见证着中国的崛起和强大。
评论区说说你对东方红一号的记忆,或者你心中的中国航天故事,一起为中国航天点赞,为前辈们致敬!
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