原创《1990年，中国火箭首发美国卫星》
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“长征三号”运载火箭是我国自行研制的航天运载工具,1984 年4 月首次成功地将“东方红二号”试验通信卫星送入预定的地球同步转移轨道.1990 年4 月首次执行外星发射服务合同,成功发射了“亚洲一号”卫星.
一
自1984 年4 月8 日起,“长征三号”火箭已将中国的5 颗同步通信卫星成功送入距地面3.6 万公里的赤道上空.
中国的火箭,发射中国自己的卫星,可以说是轻车熟路,几乎百发百中.但是,当“长征三号”火箭要发射美国的“亚洲一号”卫星,问题便复杂了.
中国的航天技术在此之前,一直处于封闭的状态.而封闭造成的结果是：中国不了解外国的卫星、火箭设计的内幕,外国也不知道中国的卫星、火箭设计的细节.因此,当中美双方第一次进行技术谈判时,美国人才知道,中国“长征三号”火箭与卫星的接口并不是按国际标准设计的；而中国人也才明白,国外的火箭与卫星的接口都是按统一的国际标准设计的.“长征三号”火箭的副总设计师范士合,是这次中方卫星与火箭接口的技术谈判首席代表.
范士合1.8 米的个子,典型的东北大汉.他高中毕业就进了沈阳军工学校,后考入北京工业大学.1956 年毕业后,一直从事火箭研制工作.
范士合年轻时,是位出色的运动员,他偏爱长跑,也是一个篮球中锋.当然,他最喜欢的还是花样滑冰.大学时,每年寒假,他都要回老家吉林溜冰.长白山的冬天,气温低达零下三四十摄氏度.范士合说,迎着雪风溜冰,不仅可以强壮体魄,还能锻炼同大自然搏斗的勇气.
但如今的范士合,身体不行了,两年前,他做了次大手术——胃被切除了3/5.但为了尽快完成中美的技术协调,范士合带着中药,亲赴美国谈判.1989 年8 月12 日,航空航天部一院副院长余龙淮和范士合带领中国技术代表团,前往美国进行火箭和卫星的第一次技术协调.
8 月14 日,中美专家在洛杉矶一见面,便各自摊开了事先准备好的有关火箭、卫星的图纸资料和技术指标.
由于此前火箭和卫星分别研制于东西方两个不同的国家,各自的技术指标必然存在着差异.现在,要用中国的火箭发射美国的卫星,二者必须事先进行对接和分离试验.而这种试验要求：中国的火箭和美国的卫星,既要做到完全结合在一起,又要保证发射后能够干净利落地分离出去.美国的卫星和中国的火箭,在任何一个细小的环节上,都必须做到天衣无缝,完全吻合.
美国专家认真地拿着中国火箭的技术指标,一一对照,细细计算.这天,刚检查不到半小时,一位美国专家突然瞪大了眼睛,说：“喏,你们过渡锥的尺寸有问题！”
中国专家急忙仔细核对.果然,过渡锥上的某一个部件与美方卫星的尺寸相差7 毫米；接着又发现,包带、卫星整流罩等若干技术指标,均与美方卫星上的技术指标存在偏差.“怎么回事？我们事前约定好的,现在怎么会出现偏差？”中国专家将疑问的目光投向美国专家.
一位美国专家歉意地说：“抱歉,我们的卫星最近有了一点新的改动.”中国专家相互看了看,便不再说话了.
有什么办法？既然要发射人家的卫星,在有的问题上就得受制于人；再说,美方从自身的角度考虑,改动卫星的某些技术参数,也不能说无理.“看来,这次卫星对接的试验,是无法进行了.”一位美国专家说.“不,可以进行.”中方一位技术负责人说：“我们先在这里想个办法,让这个过渡锥先进行对接试验,回国后,我们再生产一个新的过渡锥！”“那就先试试看吧.”美国专家不抱希望地说了一句.
中国专家们回到宿舍,很快讨论出一个改进方案,然后通宵达旦地干了起来.两周后,一个改进后的过渡锥便重新出现在了美国专家的面前.中国的过渡锥和包带与美国的卫星很快进行了对接与分离试验.除包带还存在一点小问题外,其他方面完全成功.两天后的一个晚上,在美国驻华大使馆一间客厅里,美国驻华大使馆的工作人员围在一台电视机前,观看着这次中美卫星试验的录像.他们一边看,一边对中国的火箭说三道四,评头论足.当看到美国的卫星与中国的火箭对接、分离成功时,所有人员全都一起站了起来,报以长时间热烈的掌声.后来,美国驻华大使馆的空军少校兰国思先生说：“中国火箭与美国卫星的第一次结合试验,就取得如此大的成功,这是我事先没有想到的.”1989 年10 月,中美双方在北京举行了第二次技术协调会.
二
1989 年12 月,中美双方在洛杉矶举行了第三次技术协调会.在此次协调中,中国的火箭与美国的卫星再次进行了对接与分离试验.试验结束后,美国休斯公司技术负责人在评审会上激动地宣布：“这次试验完全成功！非常成功！”
美方当场决定,这次试验用的星箭过渡锥,就在西昌正式发射时使用,中国可不再做新的过渡锥.但事情到此,并未结束.范士合说：
美方提出的另一个重要问题,就是关于卫星的起旋问题.中国过去发射的二十多颗卫星,全都是在火箭与卫星分离之后,卫星自动起旋的.就是说,卫星飞行的方向,是靠卫星起旋后自己确定的.但美国的这颗卫星,却要靠火箭起旋来确定卫星飞行的方向,因此,美方提出,卫星必须在与火箭分离之前1 秒钟先起旋,而且每分钟还必须保持5 ～ 7 转,否则卫星无法准确入轨.由于美国和法国的火箭上都安有一个回转盘结构装置,所以它可以做到这一点.但由于中国火箭的设计结构已经决定,不允许再装一个类似美国那样的装置.这就逼着我们必须重新采取一个新的方案,而要改动我们原有的设计方案,难度相当大.
后来,经总师们反复研究讨论,决定采用第火箭和卫星同时旋转后,再让卫星和火箭分离的方案.这个方案在国际上是无先例的,在全世界的火箭家族中,只有中国的“长征三号”火箭使用了这个方案.
这个方案提出后,休斯公司认为在理论上是可行的,但强调这未经实践检验.特别是国际保险公司说,如果不先拿出试验结果数据来,他们就不敢提供保险.于是休斯公司提出,必须在中国国内的发射中,先做一次试验.
本来,像这样的方案,对我们来说是有把握的,但你要在技术上让人信得过,没有试验数据是不行的,特别是保险公司要承担经济风险.所以,在2月初我国第五颗通信卫星发射时,我们专门对此做了试验.结果证明,方案完全可行,满足了对方提出的要求.当我们把经遥测判读后得到的试验数据交给休斯公司和国际保险公司后,得到完全同意.
在中美星箭技术协调过程中,中国方面做了相当艰巨的工作,硬件的改动就有20 余处.为了保证有足够的运载能力,中方还决定在火箭原起飞推力280 吨的基础上,一级发动机再增加4.8 吨的推力！发动机称为火箭的“心脏”.当时,一级发动机已经装配完毕,要再对“心脏”进行改动,难度极大.但上海新新机器厂接到任务后,对关键部件进行技术攻关,经300 多次艰苦试验,终于获得成功,使一级火箭的推力提高了4.8 吨,并用局部可靠、高精度的小试验代替了发动机热试车,一举为国家节约了200 多万元.
中国的火箭与美国的卫星在空中如何配合兼容问题,涉及成千上万的数据需要计算和五大系统的软件分析.中方几经努力,最后将五大软件计算结果寄给了美国.这个计算结果原计划要在会上讨论的,休斯公司看了后,在会上宣布：“我们双方的计算结果完全吻合,用不着再讨论了.”
三
1990 年1 月23 日,中国与亚洲卫星公司正式签订发射合同后,美国休斯公司的技术专家们夜以继日,经过近一个月的拼命努力,终于在1990 年2月9 日将最后改定的卫星准确重量和远地点高度通知了中方：美国卫星的远地点高度,由原来的35786公里上升到36897.9 公里,提高了1111.9 公里.
而美方卫星重量和远地点高度的重新确定,意味着中国火箭的飞行软件也必须改动.也就是说,中方两个月来精心计算生成的火箭飞行软件,必须全部重做一遍.范士合说：当时,我们的技术人员都已到达西昌卫星发射基地,正忙于发射前其他各方面的工作.要完成这项任务,不仅时间紧迫,而且难度也相当大.因为火箭要将卫星准确地送入预定的轨道,主要靠的是火箭上控制系统的精确指挥.而箭载计算机是火箭控制系统的大脑,火箭飞行过程中的拐弯、关机、俯仰、滚动等各种动作,都是靠飞行软件来实现的.所以说,火箭飞行软件的生成是一项非常复杂的系统工程.
美国方面那么晚给出最后数据,是由当时的客观原因造成的,绝不是有意拖延.他们拼命抢时间,也为的是尽快把数据给我们.中方非常理解美方的困难,同意他们在2 月9 日前给出最后数据.
为了保证美方的这一新要求,万源公司总体设计部和控制系统计划单位,以及上海华东计算机研究所、上海新华厂控制系统负责人、西昌卫星中心计算机软件技术人员等,共同采取了现场办公和接力赛的方式,突击完成了这项任务.
当时的基本过程是这样的：2 月9 日接到美方准确数据后,北京马上进行了弹道计算,同时控制系统也进行修正系数的计算,然后于2 月23 日将弹道数据计算结果由北京传至西昌；华东计算机研究所接到数据后,以万源公司的设计人员、华东所计算人员以及上海新华厂设计人员三方结合的方式,昼夜加班,只用了20 天的时间就完成了平时需要两个月才能完成的火箭飞行软件的生成.经共同验收后,完全符合要求,很快便交付使用.
美国休斯公司得知这一消息后,感到非常高兴和激动.他们对中国技术人员的工作效率表示敬佩,并说中国万源公司有这样一批杰出的火箭专家,他们感到非常满意.
1990 年4 月7 日,“长征三号”火箭成功地将美国休斯公司制造的“亚洲一号”卫星送入地球同步转移轨道.
（摘自天地出版社《飞向太空港》 作者：李鸣生）
美国论文参考资料：
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