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科大学子 奉献航天“迎接着永恒的东风,把红旗高举起来,插上科学的高峰…”在大学时代,每当我唱起这首由敬爱的校长郭沫若先生作词的《校歌》时,我就心潮澎湃,心绪万千,久久不能平静!将来,我能为培育我的祖国做些什么呢? 终于,在l965年8月,我从中国科学技术大学无线电电子学系导弹控制专业毕业了(右图:前排左一为薛继忠)。在校读书时,就像《校歌》里所唱的那样,我曾梦想过,将来毕业后,要为祖国的科学技术事业而奋斗。还有,使我历历在目的是,1957年10月4日,苏联发射世界上第一颗人造地球卫星以后,10月5日,那时我在高中一年级,物理张老师作关于人造卫星的报告,唤起了我对太空的兴趣,心想:我哪一天也能为祖国搞人造卫星就好了!果然,毕业后我被分配到七机部为祖国的航天事业效力,我感到无尚荣幸。在校学的是导弹,工作后干的是航天,一下子40多年过去了,我从一名光荣的儿童团员、少先队员、共青团员,成长为一名忠实的共产党员;在党的培养教育下,我从一个普通农民的儿子,成长为一名中国科大的学子,而后成为一名技术员、工程师、高级工程师、研究员;在行政职务上,我先是被中国人民解放军总字815部队任命为508所科技处计划科付科长,而后是科技处付处长、508所付所长、所长、同时兼任所总质量师、总工艺师、多个型号的指挥;1992年4月,我被航空航天工业部任命为中国空间技术研究院付院长,同年,被国防科工委(现总装备部)任命为国土普查卫星总指挥、新型返回式卫星总指挥,同时兼任院总质量师、总工艺师;2000年,被国防科工委任命为“东方红四号”通信广播卫星总指挥,同时兼任“鑫诺二号”直播卫星总指挥;2004年被聘任为院电子元器件总监;2007年1月到北京中关村高科技园某公司工作,任公司付总经理兼管理者代表。
在此,可能有人问:“什么是航天?”我认为,如果是狭义地回答:用运载火箭发射卫星、宇宙飞船、进行月球探测、深空探测,在太空建立永久性空间站,就叫做航天;如果是广义地回答:前面的回答,再加上地地导弹、地空导弹、海防导弹的飞行试验,也叫做航天。后者乃是传统的叫法。在当今这个世界上,航天的水平代表了一个国家实力的强弱和大小;没有它,在世界上说话,就没有份量。 一、长期为完成航天型号任务而奋斗
1965年1月,毛主席、党中央批准了代号为“651”的任务,即:研制并发射中国的第一颗人造地球卫星“东方红一号”。中央批准成立“651设计院”,隶属中国科学院领导,专门负责卫星的研制;运载火箭由七机部负责研制,具体由八院〔现航天五院508所的前身〕负责总体设计和第三级的研制工作。 “长征一号”运载火箭是一种三级火箭,一、二级是液体,利用我国中程地-地导弹的已有成果;三级是固体,新设计研制,这是我国的第一代运载火箭。当时,我参加我国第一枚运载火箭“长征一号”的研制工作,那个时候是个火红的年代,为了早日把中国的第一颗卫星送上天,不知疲倦,白天工作一天以后,晚上还要加班到十一、二点,加班自觉自愿,不计报酬,也从不伸手向组织要条件、讲价钱;大学毕业后,工资就是46元,一年以后,转为正式工作人员,拿56元,能始终保持旺盛的革命干劲,崇高的理想,靠的是什么?不靠天,不靠地,靠的是人的思想政治觉悟,对党的事业的忠诚。毛主席教导我们:“为有牺牲多壮志,敢叫日月换新天。”我想:“为有牺牲多壮志,敢叫卫星上九天。”为中国人民争气,为祖国争光,是我终生的心愿,也是薛家的家风、艰苦奋斗的革命传统。记得爷爷曾经对我说过,在我父亲还小的时候,爷爷带着全家老少,从外地逃荒要饭,来到现在地处苏、鲁、豫、皖四省交界之处的小村庄。20世纪20年代,正是国难当头,民不聊生的时代,也正是中国共产党成立后,中国革命蓬勃发展的新时期,在这个四省交界、四不管的地带,正是发展革命武装力量的好地方。我的二叔薛景兰,因家中贫困,肌寒交迫,为了劳苦大众翻身求解放,毅然投身到革命队伍中来。一开始,跟随游击队开展游击战,而后参加八路军苏皖支队,历任班长、排长、连长,抛头颅,撒热血,对国民党反动派、伪军和日寇,进行了许多次艰苦卓绝的、可歌可泣的斗争;然而,不幸的是,在这个一时由错误路线支配的队伍和地方,在1939年9月,在党的历史上的“湖西整风”中,即所谓的“肃托”事件中,受残酷迫害,英勇牺牲;在抗日战争时期,我党我军在这一带,广泛开展游击战争,我三叔薛景山进行地下联络,有一次,在鲁西南的某地张庄找到了二叔曾战斗过的游击队,见到了游击队长史晓昭,他沉痛地对我三叔说:“二弟景兰牺牲的事,我都知道了,这次错误使我党我军损失巨大,我军排以上的党员干部几佰人受到迫害,党中央已派罗荣垣等领导同志去解决了。”他从身上掏出8块大洋交给我三叔,接着说:“二弟为革命光荣牺牲了,我们将化悲痛为力量,为他报仇,你把这钱带给大爷、大娘养老,我找机会再去看望老人。” 《註:1940年,我党为被害的全部干部“平反昭雪”,后来,山东省政府在鲁西南的单县建立烈士纪念碑,上面刻上烈士们的名字;史晓昭,解放后工作在北京,曾任铁道部机关党委书记、物资局长等职,1991年10月,我曾与砀山县城关镇党委书记郭法昌同志,用汽车拉着砀山梨和苹果去看望这位老革命,老人夫妇俩都很健康;据说,混进革命队伍的国民党特务王绪仁〔音〕,借“肃托”为名,迫害革命干部,后畏罪自杀。》我还听说过,从抗日战争到解放前夕,地下党员刘尊德来到我们村,与我父亲、三叔合伙经营一个小生意,以刮烟“卖烟丝”作掩护,开展地下活动。我还记得,刚解放的时候,县里送来了由山东省省委书记、省长签名的《烈属证》,县长、区长、乡长,过年过节,到家里看望我爷爷和奶奶,一口一个大爷、大娘地叫个不停,还说:“家里有什么困难,一定要讲出来,由政府来解决。”这一件件事情,在当时我幼小的心灵里,产生了极其深刻的印象:人民政府和共产党的干部真好!我长大以后,一定要像他们一样,为老百姓干事。因此,我暗自下定了决心,好好上学,上中学、上大学…终于,我的梦想实现了!我考进了中国科学技术大学,在中国科学院的直接领导下,“在全院办校,所系结合”方针的指引下,经过五年的刻苦学习,大学毕业了,我成为一名航天科技工作者,能亲自为祖国的第一枚运载火箭“长征一号”绘图,感到十分荣幸。出图以后,要下工厂与工人师傅一起,“同吃、同劳动;”那时候,没有今天的IS09000质量管理体系,也没有TQC全面质量管理,实行的是现代质量管理的前身或者说“雏型”:“鞍钢宪法”。其内容是:“两参、一改、三结合”,即:“工人参加管理,干部参加劳动;改革不合理的规章制度;实行干部、技术人员、工人三结合”。为了加工仪器设备机壳,要下到钳工车间,拿起锉刀与锯条等工具,与工人一起战斗;为了加工电子线路,自己去选择电子元器件,拿起电烙铁,在印制板上进行焊接;然后进行调试和测试试验;再去进行单元测试和分系统测试;进而参加型号综合测试。同时,还要参与陀螺装置的研制和试验,陀螺装置是太空中的惯性坐标系,是火箭、卫星工作的基准,这是个集机、电、光、热于一体的高精度的、多专业、多学科的仪器。这一系列的科研工作,与我的专业导弹控制的理论相结合,使我经历了研究所、工厂和试验室的全过程,实在是受益非浅,这为我以后的成长奠定了坚实的实践基础。 1970年4月24日,我国终于成功地发射了第一颗人造地球卫星,中国人民从此昂首阔步地迈进了航天空间俱乐部。上个世纪70年代末期开始,在负责其它卫星研制任务的同时,我又参加新一代运载火箭“长征三号”的研制,负责研制并提供三级火箭的轻型结构,用于发射中大型卫星,至今仍在使用。 1.2 接受新的任务,研制飞行器回收系统 什么叫回收系统?答案是:回收系统,有人也称之为返回与着陆系统,由降落伞、时间程序控制器、火工装置、信标机、闪光灯、海水染色剂和电源等组成。它作为返回式卫星和宇宙飞船的分系统,或者深空探测器的着陆和返回分系统,在完成预定的任务后,需要返回地球,是必不可少的手段;在多种武器研制过程中,要取回飞行试验技术数据,或完成某种功能,都是必不可少的工具。现分述如下: 1.2.1 回收系统 为返回式卫星和载人飞船服务 1971年初,总字815部队任命我为京字l74部队科技处计划科付科长,主管全所的科研计划和生产工作。大家都知道,60-70年代的国际形势,敌人四面包围我们,封锁我们,发展尖端科学技术,敌人是不会给的,只能靠自力更生。毛主席说:“要下决心搞尖端技术!”又说:“别人有的,我们要有;别人没有的,我们也要有。”“自力更生,艰苦奋斗。”在毛主席的科研路线指引下,许多型号任务开展研制,发射上天,完成任务以后,需要返回的卫星、飞船型号就有好几个,例如,代号为705的新型国土普查卫星,代号为640的“红卫兵一号”卫星,代号为714的“曙光一号”载人飞船。这些型号的新式回收系统,几乎同时开始研制。在所内设计、试制、试验的基础上,再进行外部现场试验,由我任试验队队长兼党支部书记的回收系统空投试验,就有10多批次,每批次每个型号回收系统的投放架次,至少在2个架次以上;使用的飞机机型有轰5、轰6、安12、运5等等。举例如下:1971年2季度,在郑州空军某基地,与我国年青的空降兵打交道,利用从原苏联进口的飞机安12,投放714飞船的回收系统,2架次圆满成功;回收舱模型重量3.4吨,3伞方案,伞的总面积在1000平方米以上,类似于美国的阿波罗飞船的海上溅落回收系统;这一大重量的回收系统的试验成功,为90年代的“神舟”号宇宙飞船的回收系统的研制成功,打下了良好基础,提供了良好的技术储备。在这批试验中,还有卫星和其它型号的回收系统的试验,都达到了预定的目标。 又如,705的回收系统,在郑州试验成功以后,回京进行总结,修改完善,在1971年底,我又一次率队赴山西省大同市空军某基地,进行新一批次回收系统的空投试验。为了贯彻执行周恩来总理的指示:“严肃认真,周到细致,稳妥可靠,万无一失。”要反复多次,认真修改,试验验证。在严寒的冬季,在祖国的北方,零下20多度,靶场就在黄旗海附近,用“轰5”飞机从6000米的高空投放,由于风大,回收物体偏离了预定的回落点--靶心,落在了黄旗海的边上,卫星模型把厚厚的冰层砸了一个大窟窿,堕入海中,降落伞与长长的伞绳落在岸边的马路上。当我们驱车赶到现场时,降落伞不见了,被人用镰刀割断拿走了。拾物者的动作是如此之快,令人难以想象。我们目睹那人的身影,尾追进村。到了那人家里,与村干部一起,反复地、耐心地进行劝说,“这是国防重点任务,应该保护支持,发现报告有奖。”那人才从衣柜里拿出降落伞交给我们。我付给老乡50元奖金,谢过村干部和老乡后才离去。不过,这里属于贫困地区,群众的过激行为可以理解。 1973年,我又率队赴河南省某军事基地,将某导弹的回收系统,投放在黄河岸边的某军用靶场,取得了成功,为导弹再入大气层试验,取回试验数据,提供了有力的手段;1974年3季度,为了给正式回收卫星做好准备工作,在四川某地演练回收部队,我又率队赴陕西省武功某军用基地,用“轰6”飞机载着卫星回收系统模型,翻过雄伟的秦岭,投放到遂宁地区,在地面执行巡逻的四架直升飞机,五部无线电车载雷达站,展开了有秩序的、紧张繁忙的工作,完成了预定的军事科技试验演习。在这一系列的科研试验任务以后,1975年11月26日,我国第一颗返回式遥感国士普查卫星,发射入轨,还绕地球运行三昼夜,安全成功地返回到四川某预定地区;至此,我国成为世界上第三个掌握卫星回收技术的国家。 1986年8月,我又率队赴大西北的戈壁滩上某空军训练基地,执行新一批次的、多型号的回收系统空投试验。在进行640卫星回收系统试验时,突然,刮起了七级大风,飞沙走石,约1000平方米的红白兰色相间的彩色尼纶降落伞,载着3.5吨的卫星模型,飘然下降;遗憾地是,模型落地后,降落伞仍然被风吹着飘在空中,拉着卫星模型飞跑,回收人员尾追六公里,直到模型被长着植物的沙丘挡住,才最终完成了回收。试验连续投放2个架次,均取得了成功;另外一种新型返回式卫星的回收系统的试验,同样取得圆满成功,体现了我国航天技术的新进展。 1.2.2 标位装置 为回收物体定位 什么叫标位装置?从空间返回的物体,可能落在陆地草原上,森林树丛里,江河湖海上,戈壁沙漠上,为了便于寻早,它必须发出多种信号或标志,显示其落点位置,以达到及时回收的目的。这种能标出自己位置的仪器或设备,就叫做标位装置或系统。我国已研制成功各种回收系统,例如,卫星回收系统,载人飞船回收系统,火箭箭头回收系统,生物火箭生物舱回收系统《把小狗豹豹和大白鼠送上天,并回收成功》,各种导弹数据舱回收系统,核试验火箭当量取样器回收系统;还有,利用可控翼伞投放和回收军事武器、给养以及民用救灾物资等。在这些回收系统上,都要根据不同的目的和要求,装上不同的标位装置。 标位装置有以下几种:无线电标位装置,应答机,闪光灯,海水染色剂,水上漂浮装置等。1973年7月,我担任试验队队长兼党支部书记,率队赴北京密云水库,进行水上无线电标位测距试验。那天,似乎天公有意考验我们,一会儿下起了大雨,一会儿又变换成了小雨,一会儿刮起了东南风,一会儿又阴云密布;而我们试验队全体人员则下定决心:“不管风吹浪打,胜似闲庭信步,”稳坐钓鱼台,继续进行试验;把信标机装在快艇上,我在艇上进行指挥,岸边安装地面接收机,快艇在水上连续变换快、中、慢几种速度,观察对标位是否有影响,结果证明标位装置工作正常;最后,试验作用距离,同样满足技术要求。天公安排的恶劣环境,不仅是对试验队员的磨练,而且也是对标位装置的实战考验,真是意外的收获。 1.2.3 回收系统 为战畧导弹服务 在我国几代地地导弹、潜射导弹的研制过程中,回收系统作为工具,为导弹飞行试验取回技术数据,做出了应有的贡献。例如,为了完成580任务,即我国远程运载火箭飞向太平洋,必须知道弹头再入大气层到落地的多种数据。这种数据用遥测的办法是拿不到的,因为弹头高速再入时产生的电离,形成了“离子鞘套”,即“黑障区”,对无线电传输产生了屏蔽,只能用回收数据舱的办法来实现。为此,我又率队赴秦皇岛东边的渤海之上,进行海上数据舱的投放试验。当在艇上用炮筒进行弹射试验时,数据舱往45度斜向飞出,升到高达60米的空中,然后自由落入50米以外的海水中,溅起了约5米高的水花,安全无恙地漂浮在水面上;紧接着电源系统工作,闪光灯闪闪发光;海水染色剂放出长长的、艳丽的绿尾巴,引人注目;信标机“嘀-嘀-嗒-嗒”地发出呼叫声。连续试验3次,次次成功,数据舱回收装置圆满成功。该数据回收装置装在火箭箭头上,参加多次发射飞行试验,均获得了成功,为飞向太平洋立下了汗马功劳。 1.2.4 回收系统 为海防导弹效力 我国的万里海疆,辽阔的海域,需要海防导弹来保卫,海军舰艇需要装上各种导弹去巡航。这些导弹在试验阶段,同样要用各种回收系统取回数据,或者是矫正姿态。海防导弹,如:岸舰导弹、舰舰导弹、空舰导弹、箭空导弹、巡航导弹,以及海军的其它“杀手锏”,如鱼雷的研制过程中,都使用回收系统作为工具,参与试验。1988年夏季,我率队去渤海某海军基地,参加海军航空兵用飞机投放空舰导弹的试验,要求回收数据舱记录弹在空中的飞行数据,并能回收导弹弹体。在试验过程中,磁记录器完整地记录下弹在空中飞行的数据;弹体入水后,漂浮系统充气,使弹体躺在水面上,随着海浪而上下浮动,像一个海上的游子,安然自得地躺在水面上。打捞船迅速开过去,张开它那灵活而又宽阔的臂膀,蛙人跳入海中,把导弹挂在吊钩上,然后起吊到打捞船上,取出磁记录器,进行回放数据判读和分析,满足了设计技术要求,达到了试验一次成功。鱼雷是攻击敌人的潜艇的有力工具,用空投鱼雷拦截进入我海域的敌潜水艇、舰艇,鱼雷的入水角究竟要多大才合适,必湏用回收系统空中悬吊弹体,进行入水试验验证,记录入水攻击姿态,经过分析计祘来确定。1990年2季度,我又率队赴南海某基地参与鱼雷试验。南中国海是我国极其辽阔而又重要的海疆,要为按时拿出自己的“杀手锏”而贡献一份力量,这就是国防科研战士的心愿。经过2批次的海上空投试验,试验后的计祘验证,终于找到适用的数据。回收系统作为试验手段,又为我国鱼雷的研制做出了重要贡献。 1.3 复合材料结构,用于卫星和火箭研制 什么叫复合材料结构?所谓“复合材料结构”,就是一类比强度大、比刚度高、重量轻、由多种非金属或轻型金属材料复合成型的新型结构。 1.3.1 复合材料结构,率先用于“东方红2号”通信广播试验卫星 二十世纪六、七十年代,我国年青的航天事业,处于起步阶段,如何发展,尚需探索。俗话说:“万事开头难。”复合材料结构件,用于我国第一代通讯广播卫星结构研制,尚属概念阶段。必须发抇“解放思想,敢想敢干”的精神,才能把“概念”变成“现实”。 1971年,为了实现中央批准的“331”工程,即发射我国第一颗地球同步定点的“东方红二号”通讯广播试验卫星,中国空间技术研究院召开方案论证会,我率队代表508所参加会议。卫星结构要用碳纤维、环氧树脂、铝蜂窝复合材料结构成型:碳纤维作为面板,起增强作用;环氧树脂作为基体,起粘合剂的作用;铝蜂窝减轻重量,起支撑的作用。从而,使卫星结构达到重量轻、强度高、寿命长的目的。当时,在国内尚没有一家干过这种产品,只有我工作的508所做过探空火箭的铝蜂窝尾翼。我们参加会议的3位代表商议,征得所领导同意,由我起草一个“请战报告”,承担大型圆筒式太阳电池壳的研制任务。趁我院第一任院长钱学森先生出席会议,我直送钱院长。后来,分工定点时,果然把此项任务定点在508所。研制开始时,院任命我为产品的指挥,组织实施这项任务。当时,研制这类卫星,我们一无图纸,二无资料,白手起家,靠“二参一改三结合”,靠“土洋结合”、因陋就简,没有条件,创造条件,充分调动群众的积极性和创造性,经历了模样、方案、初样、正样四个阶段的研制,出色地完成了任务;508所交付的多种结构件:圆筒式太阳电池壳、太阳隔热屏、喇叭型对地球广播天线等符合技术要求。1984年4月8日,用“长征三号”运载火箭,发射成功了“东方红二号”通讯广播试验卫星,该卫星于4月16日定点在东径125度赤道上空,从而使我国成为世界上第五个掌握卫星同步定点技术的国家;同时也开创了碳纤维作为结构面板、铝蜂窝作为夹层的“三明治”结构用于卫星躯体的范例。这个复合材料结构的平台,连续研制七个,用于第二代通讯广播卫星;这个卫星平台,叫做我国第一代通信广播卫星平台,在国际电信联盟国际频率委员会註册名称是:STW-1。卫星总体参数如下:卫星形状为圆筒形,直径为2.1m,高度包括天线3.1m;卫星在大椭圆轨道上,重量约910Kg,在同步定点轨道上,重量约461Kg;硅太阳电池阵可产生1Kw的功率;设计寿命3年;采用自旋稳定方式;有效载荷为2个(后来增加为4个)C频段转发器,天线初期使用喇叭天线,后来改为抛物面天线。 STW-1平台,后来又被用于研制我国第二代气象卫星“风云二号”,这种卫星也是地球同步定点卫星,利用地球赤道上空的高轨道资源,已持续发射了4颗,直至今日还在使用。这就大大地缩短了不同类型卫星的研制周期,节省了研制经费,真是一举双得。 1.3.2 复合材料结构,用于运载火箭 “331”工程,除了卫星以外,还包括运载火箭。必须使用三级运载火箭,才能将卫星送到环绕地球运行的大椭圆轨道上;然后,在惯性导航系统的控制和导引下,靠卫星自身携带的远地点发动机,4次在远地点的点火变轨,变成离地球36000公里的园轨道,定点在赤道上空预定的位置。“长征三号”运载火箭,是在地地战畧导弹的基础上,加上液氢液氧的第三级火箭。为了减轻三级的重量,其结构件也要使用复合材料成型,这就又扩大了复合材料的应用范围。这些结构件包括:液氢液氧箱体的共底、卫星支架、火箭的仪器舱、双锥整流罩等。液氢液氧的温度极低,零下几十度,共底必须能够耐低温而又绝热,这就要研制玻璃钢布作内外面板、玻璃钢布作蜂窝、蜂窝芯内充填泡沫塑料的椭球体结构;卫星支架、火箭仪器舱均为铝蒙皮、铝蜂窝结构件的支撑体;双锥整流罩是两个锥形体对接的组合体,也是一种玻璃鋼作为蒙皮、又作为蜂窝芯的夹层结构。经过刻苦攻关,反复试验,终于研制成功,装载到火箭上,为我国第二代运载火箭研制成功,添了砖、献了瓦。 1.3.3 复合材料结构,用于我国第一颗气象卫星 在研制“331”工程卫星和运载火箭复合材料结构件取得成果和经验的基础上,国家又批准了我国第一代气象卫星“风云一号”的研制任务。这是一种极轨气象卫星,即轨道面通过地球南北极的卫星。用卫星这项现代高技术来预报温、压、风这类大气参数,云、雨、雪、冰雹、海浪、颱风、洪水、旱灾这类自然现象,乃是为人民造福、一本万利的事情。于是我作为复合材料结构研制的指挥员,又投入了新的战斗,研制“风云一号”的复合材料结构件,包括:平板式太阳电池帆板、几种规格的结构壁板、锥台式天线和螺旋式天线等。这种太阳电池板以碳纤维为面板、以铝蜂窝为夹芯的复合结构,面板上粘贴约4mm见方的太阳电池片,作为一次电源,为卫星上的仪器设备供电;结构壁板,是卫星的骨骼,同时又是卫星的仪器舱;天线,既接收地面测控讯号,又发回各种气象参数,送到地面接收站,进行分析、处理和判读,提供有关用户使用。 1.3.4 复合材料结构,用于我国第二代通信广播卫星 正当复合材料结构用于星箭研制取得显著成绩时,又迎来了新的机遇和挑战:一方面,我国第2代通讯广播卫星“东方红三号”要上马,星上要用大量的复合材料结构件;另一方面,人们看到了复合材料用于航天,前途远大,极力竞争:派人来学习的多了,到现场“参观”的多了,向上级要求承担复合材料结构研制任务的单位多了,真是热闹。本来,顺理成章,星箭复合材料研制已经取得成绩的单位,应该继续承担此类任务,但其结果是拖着下不了任务。院长问:“怎么办?”我说:“再拖下去,我也不敢接受任务了,时间都躭误光了。”1990年上半年,我被上级任命为所长,院长问我:“离交付期只有七个月了,拍板定案。为了按时保质保量地完成任务,我决定亲自抓这项任务。从抓技术改造条件做起,抓工艺生产准备,材料定货,加班加点,只用了6个月,就完成了单颗星15块复合材料结构壁板的生产。“东方红三号”卫星经历了结构星、热控星、电性星的各项例行试验、鉴定试验,最后在1997年5月12日发射和飞行试验成功,定点在东径125度赤道上空,由中国广播卫星公司给用户提供电視、电话、通讯服务;这个中型第二代通讯广播卫星公用平台,被用于“中星22号”通讯卫星、“北斗一号”第一、二代导航定位卫星、“嫦娥一号”探月卫星、“鑫诺三号”直播卫星等等,成为一个名副其实的、多用途的公用平台;该平台在国际电讯联盟国际频率委员会的註册名称是STW-2。卫星总体参数如下:一次能源硅太阳电池阵,可提供约2kw的功率,卫星起飞重量2吨,设计寿命8年,可携带24个C频段转发器。 1.3.5 复合材料用于我国第三代通信广播卫星 在2000年3月,又开始我国第三代通讯广播卫星“东方红四号”的研制,我又被国防科工委任命为该型号的总指挥,包括复合材料结构在内的各系统的分工定点,由我去各研制单位研究落实,一直延续至今,成功用于卫星,为军星、民星、外星研制,打下了坚实的基础。这个第三代通信广播卫星平台,经过了“鑫诺二号”卫星飞行试验的挫折以后,在2007年5月14日的“尼日利亚一号”通信广播卫星上取得了成功。这个第三代大型通信广播卫星公用平台《BUS》,在国际电讯联盟国际频率委员的註册名称是STW-3。卫星总体参数如下:一次能源砷化镓太阳电池阵,能提供10kw的功率,卫星起飞重量可达5.2吨,设计寿命15年,可携带C、ku频段传发器54个,使用三轴稳定控制系统,达到当前国际先进水平。 尖端科学技术研究工作,必须有战略性的眼光去安排计划,才能有利于全局的进展。例如,双栅天线,在国外早已被应用于通信卫星的天线,早在1989年,我就与中国空间技术研究院的504所合作研制出了1米直径的缩比结构件,经过电性能和环境力学试验成功,获得了部级科技成果2等奖,只是因为当时缺少科研经费,而不能进行1:1的结构试验件研制;2000年3月,我主管了“东方红四号”卫星平台的研制,心想:“机会到了!”2001年,我同504所商量,我从型号中挤出250万元,作为双栅天线的预先研究经费,早日拿出合格产品来,供后备型号使用;504所很争气,在2002年就完成了研制,后被用于“委内瑞拉通信卫星”上,实现了我多年的心愿。 复合材料,一旦用于“东方红二号”以后,就被广泛用于其它卫星与火箭,产生了链锁反应,引起了飞行器结构系统材料的一场革命。 二、遥感技术 卫星应用的新领域 遥感卫星分为:返回式遥感卫星和实时传输型遥感卫星。 2.1 返回式遥感卫星,我参加了17颗星的研制和试验,历经了成功与挫折的磨难。1987年夏季,我国又一种新型国土普查卫星飞行样机进场试验,我作为遥感器和回收系统试验队分队长,率队参加发射飞行试验。卫星经过出厂前的各种试验,出厂评审合格后,赴酒泉卫星发射场 进行发射飞行试验。嗨!“天有不测的风云”,在技术阵地复测时,照相机不执行程序指令了,“不听话了”,随机开机启动,反复查找,也查不出原因。试验大队长急了,对我说:“把相机拆开检查重新装配。这次卫星如果不能按时发射,你们508所要承担责任!”我的压力大极了,我组识我所技术人员和工人,昼夜加班试验分析,终于在故障发生后的第三天下午找到了故障原因,原来是在基地新环境下的电磁兼容性问题,电磁干扰在作怪。反复试验证明:必须采取物理隔离措施,即对相机的星上连接电缆,加一段隔离电缆,改变配置状态,才能解决。为了抢时间,保进度,我决定由负责电缆的技术人员和工人加班,其他人员休息,我在现场组织实施。第四天早晨6点钟完成了电缆的加工和试验,接着交付遥感器系统,通过了联合试验。这时候,我已经4天4亱没有合眼了,虽然感到很疲倦,但为了解决质量问题,我不知道从什么地方来的这股精神,硬是能挺得住!通过单元测试,又解决了3个小问题,做到了细上加细,严了又严,我和试验分队的同志们更加胸有成竹了,信心百倍地投入战斗。真是“功夫不负有心人!”这台新型遥感相机,在卫星发射后入轨,经过15天的飞行试验,按程序对地照相,进行国土普查,地理勘探,农作物估产,完成了预定的任务,按时返回了祖国怀抱。令人惊喜地是,这次飞行试验,除了完成了规定的任务以外,还发现在青藏高原深处某地,有一个不曾知道的天然“淡水湖”,在另外某地有铁矿。 奇迹在不断创造!1983年夏季,我国又一颗返回式卫星发射飞行试验成功,并按计划返回地面。但遗憾的是,返回舱落在了四川的沱江里。动用了许多打捞手段,如请蛙人潜水寻找,派打捞舰船现?探查,请有特异动能的人到现场发掘,最后,终于在当地政府和居民的帮助下找到了返回舱。令人吃惊的是,载有照相胶片的片盒,在沱江里浸泡了七天七亱,仍然密封良好,空运到北京,取出底片冲洗,影像清晰可辨。为此,上级拿出5000元奖金,奖励508所有关人员。 2.2 传输型遥感卫星。在进行返回式相机研制的同时,我们加快进度研制传输型遥感相机的研制。众所周知,中国-巴西合作研制地球资源卫星“CBERS”(China-Brazil Earth Resources Satellite),后来,一举成为“南南合作”的典范。然而,这是经过艰难的研制和斗争过程的。星上的关键设备是有效载荷:红外相机、CCD相机、巴西的宽视场小相机、数据传输系统和天线。难度最大的是红外相机,当时,某些人認为“508所搞不出红外相机来,特别是利用国产的碲镉汞红外元件”。1990年上半年,我已经是该所的所长了,两种相机都已进入关键阶段,我们是边建设、边研制,坚持“自力更生,艰苦奋斗”,反对“洋奴哲学,爬行主义”,树雄心,立壮志,攀登科学技术的新高峰,坚决完成任务,为祖国争气;坚持每周召开协调汇报会,坚持干部下基层蹲点制度;对重点任务,我更是多次巡查,亲自过问。尤其在红外相机实验室成像的关键时刻,我在现场蹲点,昼亱加班,让食堂送饭到现场,终于在有一天的凌晨4点钟,第一张像出来了,攻克了红外相机成像的技术关键,工作现场十分兴奋,从此,红外相机走向了胜利的坦途。事实胜于雄辩,工程技术人员用自己的创造力,打破了某些人所谓的“508所搞不出红外相机”的“神话”,有力地砰击了“洋奴哲学,爬行主义”;再如,CCD《Charge Coupled Device中文的意思是电荷耦合器件》相机中的CCD片子的拼接配准,是关键工艺环节,我经常深入现场查看,使科研第一线体会到领导的关心和温暖,有利于工作的开展。就这样勤勤恳恳地为祖国的遥感事业耕耘,不知有少不眠之夜,对于取得的每一点进步,我都十分高兴。后来,我被任命为中国空间技术研究院付院长,在主管其它工作的同时,我又是CBERS整个卫星型号质量的直接负责人,为其质量尽职尽责;1999年9月上旬,我又被委任为CBERS卫星试验队的党委书记,兼任质量总监,率队赴太原卫星发射中心执行卫星发射飞行试验任务;经过45天的奋战,测试检查,于10月14日中午,卫星顺利升空,进入预定的轨道,卫星设计寿命2年,实际上,在太空工作了4年有余,为中巴两国的资源勘察、土地调查、城市规划、农作物估产、水利规划、国民经济建设等方面,做出了杰出的贡献。在此基础上,国家又继续发展其它型号任务,例如:CBERS-2,CBERS-3,以及其它有关遥感卫星的型号,发展了一个又一个的型号,大卫星,小卫星,品种繁多,为农、林、牧、副、渔、河、湖、海、山、丘等国民经济建设和国防建设,做出了无可替代的贡献。 三、为新型通信广播卫星效力 “东方红四号”是一颗大容量、高可靠、长寿命的通信广播卫星平台,装上同类型不同品种的有效载荷,就构成了不同型式的通信广播卫星。如某卫星总体参数如下:重量可达5.2吨,设计寿命15年,可装C频段转发器38个,Ku频段转发器14个,采用三轴稳定控制方式。在2000年初,由国防科工委下达计划,列入型号予研,要求装上有效载荷,在2004年发射上天。我被国防科工委任命为型号总指挥。任务重、周期短、压力大。一些技术关键尚没有完全攻克,又要求一年左右解决,然后转入型号研制;卫星寿命15年,现有的电子元器件的寿命,要由8年升级为15年,有些元器件,还要新研制。困难再大,也难不住共产党人。对于技术关键,组织有关单位和人员进行攻关,攻克13项关键技术,包括大型复合材料中心承力筒、通信舱南北版、大储箱、复合材料钛合金气瓶、太阳帆板驱动机构、高可靠计算机、砷化钾太阳电池板、100AH蓄电池组、电源控制器、高功率转发器等;对于电子元器件,定出“东方红四号”全国60多个厂家、约100个类型、6000多个品种规格的电子元器件的15年寿命的标准,召开全国性的会议3次,我在会议上动员主讲,要自力更生,下大力气解决,就是再苦再累,宁肯掉几斤肉,也要解决;重点解决2大难题:(1)元器件内的水汽含量问题,不大于5000ppm;(2)元器件的抗辐照问题,加固不小于100K。经过三年的努力,元器件升级全部达标。同时,对新研制的五种元器件,包括3种100V、2A、10A、25A的继电器,100V的液体钽电容、近红外发光二极管等,都按计划完成,这就为正样投产,奠定了基础。于是,从2003年下半年,飞行样机开始陆续投产,这就为后来的发射提供了良好的条件。其后,这才派生出国内星、国外星。相信,年青的科学工作者,在取得“鑫诺二号”的经验教训以后,定会成功。
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