一波三折，“331工程”經歷了什么

文/ 孫喆

▲ 東方紅二號衛星由長征三號火箭發射升空

1984年4月8日19點20分，東方紅二號0B星在長征三號運載火箭的托舉下，一飛沖天，衛星被成功送入地球同步轉移軌道，發射取得圓滿成功！這是我國航天、通信發展史上具有里程碑意義的日子，從此開始了我們用自己的通信衛星進行衛星通信的歷史。

然而，這個成功卻來得非常不易，幾十年前的“331工程”到底經歷了什么呢？

神秘的“黑皮箱”

1972年2月21日，來訪的美國總統尼克松走下專機，當他把手伸向周恩來總理、兩只手握在一起的時刻，一個時代結束了，另一個時代開始了。

此后的幾天里，隨同尼克松訪華的一大批電視記者守候在機場、天安門、長城的許多電視攝像點，把尼克松所到之處現場拍攝的影像，迅速傳送到隨行來華的美國國防部官員手上的一個“黑皮箱”里，再通過距地球36000公里赤道上空的通信衛星轉播給大洋彼岸的美國觀眾。

那個神秘的“黑皮箱”其實是一個微型活動衛星地面站的終端，美國的衛星地面站從大洋彼岸活生生地搬到了新中國的首都。一時間，有人議論：什么時候，我們中國也能擁有這種技術？

▲ 東方紅二號通信衛星

▲ 建設衛星通信地面站，直徑13米天線吊裝現場

其實，老百姓不知道，中國的通信部門早在第一顆人造地球衛星東方紅一號發射成功后，就已經提出了利用衛星進行通信的要求，衛星研制部門也展開了相應的預先研究。不過，由于“文化大革命”的原因，一直無法付諸工程實施。直至此次尼克松訪華，很多人再也坐不住了。

1974年5月19日，一封信遞到了周恩來總理的面前，信中詳細闡述了中國發展通信衛星的重要意義，建議由國家統一組織安排中國的通信衛星研制。周總理迅速作出批示：請計委、國防科委盡快將衛星通信的制造、協作和使用方針定下來，然后再按計劃分工做出規劃，督促進行。

“5·19”批示后，事情開始迅速落實。1975年3月31日，中央軍委召開第八次常委會，會上批準了國家計委和國防科委上報的《關于發展中國通信衛星問題的報告》。至此，中國發展通信衛星這一工程終于落地，由于報告的簽署日期是3月31日，因此，“331工程”也就成了中國通信衛星工程的代號。

為什么一定要發展衛星通信事業呢？

衛星通信較地面明線、海底電纜、光纜、中長短波、微波中繼等通信有明顯的優勢：不受地形限制、通信容量大、信息傳輸質量好、不易受地面戰爭破壞、成本還相對較低，如果實現了衛星通信，就可以解決我國邊疆、海島、山村、沙漠等地區電話、數據傳輸等問題。

就這樣，“331工程”立項了，但在實施過程中，研制人員每向前一步，難度都相當大。通信衛星要發射，就要有衛星、運載火箭、發射場、測控、地面通信站等五大系統來支持。

“331工程”的上馬就意味著這五大系統的建設也必須跟著全面鋪開了。衛星要上到36000公里高度的赤道上空去，這是個從來沒有到過的高度，必須完成一系列技術攻關。

比如，衛星要充分減重，具備很強的姿態控制和變軌能力等等；當時的火箭運載能力只能打幾千公里高度，要發射地球靜止軌道的通信衛星，需要造一個新的能力更強的火箭；要往赤道上發射衛星，緯度越低越好，當時的酒泉衛星發射中心緯度較高，不利于發射通信衛星，因此還要建一個緯度較低的發射場，即現在的西昌衛星發射中心；地面測控站、海上測控船等也要根據任務做好準備；衛星上了天，要開展衛星通信，還需要地面也有相應的衛星通信站來進行信號的接收。

除了技術攻關，心理上承受的壓力更大?！爱敃r，我們國家工業基礎較差，技術水平發展不高，但同志們始終堅持把研制工作搞到底?！?016年夏天，北京白石橋，一生經歷了許多重大航天工程的戚發軔院士在回憶“331工程”時，仍不免有些感慨。

孫家棟是“331工程”第一顆地球靜止軌道試驗通信衛星東方紅二號衛星的總設計師，戚發軔是副總設計師。這顆衛星在研制之初就制定了軍民結合、綜合利用的方針，也就是說，衛星發射成功后，全國各個部門都可以使用。干航天，就意味著手中每花出一分錢，都要以國計民生為考量。

▲ 當年《人民日報》頭版刊發的《我國發射的試驗通信衛星成功定點 中共中央國務院中央軍委致電祝賀》的報道

▲ 東方紅二號衛星總設計師孫家棟（左）和副總設計師戚發軔（右）在發射成功后合影

“搭帳篷”與“數星星”

東方紅二號衛星研制早期，科研條件很差，沒有性能優良的儀器設備，沒有高速運轉的計算機，文件靠手寫，存檔靠打字員打字，簡單計算用計算尺，大型復雜計算要到專門的計算中心。

那么，當年的科研條件到底因陋就簡到什么程度呢？

1979年，東方紅二號衛星進入正樣研制。在衛星總體與運載火箭和發射場協調時，衛星在西昌發射中心的發射塔架上是暴露在大氣環境中的，即使把活動工作塔架包起來，也不能防風避雨。尤其是下雨時，上層的雨水往下流，空氣的溫度和濕度更是無法控制。在這種環境下，衛星肯定受不了。經過調研，設計師們創新地提出給衛星“搭個帳篷”的想法。

根據發射塔架的空間和衛星的要求，帳篷被設計為橡膠材料制作的“骨架”和蒙皮兩個部分?！肮羌堋庇蓭づ耥敳康撞績蓚€充氣環和周邊4個充氣柱組成，頂錐和四周用蒙皮封住。

頂部為一個錐體，便于吊掛；錐底的一個小充氣環，圓錐帳篷外四根充氣柱子，下端的一個大充氣環，用以維持圓錐帳篷形狀，保證其在有風的情況下不會有較大變形。圓錐帳篷下端側面，設計了一個允許工作人員進出的軟橡膠門，并用尼龍搭扣封閉，與外界隔離。

在圓錐帳篷底部也用橡膠布封閉，進一步保證衛星的潔凈小環境。由于發射場環境潮濕，設計師們還在帳篷內配置了一臺除濕機。這個環境有專人檢測和控制，以保證衛星整流罩安裝前，衛星在發射塔架上的溫度和濕度環境要求，并且避免了風吹和雨打，確保了衛星安全。

除了科研條件簡陋，新建好的、還沒有實施過發射的西昌衛星發射中心的生活條件更是艱苦。試驗隊的住處就是當初建設發射場時工人的工棚，簡易磚砌的平房四面通風，到了夜晚，躺在床上，抬頭就能順著屋頂的瓦縫看到星星，隔壁房間甚至隔壁的隔壁房間的打呼嚕聲也能通過墻縫鉆過來。

一波三折 衛星“發燒了”

1983年9月9日，專列帶著兩顆東方紅二號試驗通信衛星（0A星、0B星）、地面測試設備和發射試驗隊員從北京出發了，中國人制造的通信衛星終于要在長征火箭的托舉下飛向36000公里的地球靜止軌道了。

出發前，考慮到運載火箭液氫液氧防靜電要求，試驗隊員們領到了全套的純棉軍用服裝作為隊服：一個單軍帽、一個棉軍帽、兩套單軍服、一套棉軍服、一件軍大衣、一套軍用絨衣絨褲。有了這套裝備，在大涼山過個冬就不愁了?？烧l也沒想到，冬去春來，他們這一走就是整整7個月。

1984年1月29日，3天后就是中國傳統的除夕。第一枚長征三號運載火箭載著東方紅二號0A星騰空而起，帶著人們的期望，沖向太空?？呻S后，火箭三級發動機二次啟動后，推力消失，未能將衛星送入預定的地球同步轉移軌道。

經測試，衛星各系統工作正常，但由于沒有進入預定軌道，衛星無法正常工作。痛惜之余，試驗隊大部分人員立刻投入到了東方紅二號0B星的測試工作，少數人迅速回北京對東方紅二號0C星進行測試并運往發射場。不能過年了，可誰也沒多說一句。

兩個多月后的4月8日19點20分，東方紅二號0B星在長征三號火箭托舉下，一飛沖天。這一次衛星被成功送入地球同步轉移軌道，發射取得圓滿成功！

▲研制人員集體攻關東方紅二號衛星的技術難題

▲ 試驗隊員在運輸專列上探討問題

然而兩天后，正當衛星進入地球準同步軌道向預定位置漂移的時候，西安衛星測控中心發現，裝在衛星上的蓄電池溫度超過設計指標的上限值，并不斷上升。本來，按照設計要求，衛星上的電池溫度最高不能超過45℃，可那時，衛星上的電池已“高燒”到了60℃！

人們剛剛因發射成功而喜悅的心瞬間揪起來了：凝聚著舉國民眾期待的衛星如果不能立即“退燒”，將會引起衛星蓄電池損壞，整個衛星可能就要危在旦夕了。

“衛星上的蓄電池溫度越來越高，我們首要的是搞清楚溫度高到什么程度就不行了。電池是中電18所研制生產的，他們在設計時預留了充足的余量?？蒲腥藛T緊急在真空罐中做了試驗，摸清了星上蓄電池溫度達到72℃時不會損壞，有了這個保險值，我們的心里就有底了。”多少年后，回憶當初搶救“高燒不退”的衛星的那一幕，戚發軔還忍不住有些激動，“這件事啊，他們18所是立了功的?！?/p>

急得冒汗的技術人員迅速冷靜下來，他們判斷衛星發熱是由于衛星太陽能電池陣功率過剩引起的，于是果斷地做出了應急故障處置決定，減小充電電流，使蓄電池停止升溫。

就這樣，地面發出了調整衛星姿態的指令，將太陽入射角由垂直照射增加到151度，使衛星幾乎平躺在軌道上。指令發出后，衛星溫度停止上升，并一點一點地回落，蓄電池熱失控的問題被解決了。當太陽能電池陣與蓄電池工作匹配時，衛星恢復到了正常工作狀態。一場轟轟烈烈的衛星搶救戰終以航天人的勝利宣告結束。

4月18日上午10點，時任國防部部長的張愛萍在北京指揮所通過東方紅二號0B星，撥通了新疆維吾爾自治區書記王恩茂的電話，通話聲清晰穩定，如在咫尺。

同一天，中共中央、國務院、中央軍委向全體從事東方紅二號衛星研制和試驗的人員發出了賀電。

4月30日，在人民大會堂隆重舉行了慶祝我國試驗通信衛星發射成功大會，黨和國家領導人出席了大會。

如今，回溯我國第一顆地球靜止軌道通信衛星誕生的故事，我們看到，30多年來，中國航天的通信衛星事業一日千里，東方紅系列通信衛星先后上天，添丁不斷，甚至走出國門，服務世界。

這是中國航天的驕傲，是一代又一代航天人薪火相傳的使命與責任。