钱学森指导下的早期卫星准备工作

朱毅麟

（中国空间技术研究院，北京 100094）

中国最早的民用空间技术研究机构——上海机电设计院成立于1958年，其前身为中国科学院的1001设计院，受中国科学院和上海市双重领导，成立时的任务是研制人造卫星及发射卫星的运载火箭。后来，鉴于当时我国的经济基础薄弱，技术水平还较低，研制运载火箭和卫星的基本条件尚不具备，从1959年起，设计院的任务就由研制卫星和运载火箭转为研制探空火箭[1]28。

1960年2月和1961年9月，上海机电设计院先后发射成功我国第一枚液体探空火箭T-7M 及其扩展型T-7，下一步的任务是在提高探空火箭的性能和飞行高度的同时，启动我国的人造地球卫星的研究发展工作。

1963年1月，国务院调整从事研究发展导弹和火箭任务的组织机构，决定将上海机电设计院划归为国防部第五研究院建制。国防部第五研究院成立于1956年，是我国唯一的承担导弹与火箭研究、设计和制造的国防尖端技术研究单位。

1 成立四人研究小组

20世纪60年代初，通信、气象、导航、照相侦察等卫星刚刚诞生，它们究竟能不能应用，效果如何，不仅普通老百姓不知道，就是研制和发射它们的外国科学家也并不清楚，也还处在探索试验之中。在中国（当时，毛泽东主席的“我们也要搞人造卫星”的指示尚未发表，内部也未传达），只有钱学森先生等极少数科学家对人造卫星和空间技术（当时称为“星际航行”或“宇宙航行”）有所了解，并积极主张发展。在国防部第五研究院，发展导弹武器为国防建设服务，是它唯一的、压倒一切的中心任务。乃至于从事人造卫星研究理所当然地被认为是“不务正业”。

当时，钱学森先生身兼国防部第五研究院副院长和中国科学院力学研究所所长两个领导职务。他在为我国导弹与火箭技术发展呕心沥血之余，时刻把我国未来的卫星和空间事业挂在心怀。1962年，我国研制、发射成功中近程火箭，并启动了中程火箭的研究工作。火箭是发展人造卫星的前提。钱学森先生高瞻远瞩地认为，应尽早为发展人造卫星做一些先期准备工作。首先，必须培养少数技术带头人，让他们掌握必要的人造卫星的技术知识，以便为以后全面开展研制工作创造条件。以自己精湛的学识为国家培养更多的人才，是钱学森先生自1955年返回祖国以后身体力行的一贯主张和强烈愿望。他建议上海机电设计院选派四名年轻技术人员到国防部第五研究院来，由他亲自指导，开展人造卫星研究设计的先期准备工作。

经上海机电设计院副院长杨南生和总工程师王希季的推荐，设计院派出了孔祥言、李颐黎、褚桂柏和我四名年轻人，组成研究小组，赴京受命。我们四人虽然年龄都不满30岁，但是已经拥有3～8年的实际工作经验。

钱学森先生是卓越的力学专家。他认为力学是一门技术科学，力学工作者既具备深厚的理论基础，又拥有潜在的工程设计能力，他们有可能较快地掌握人造卫星的基本设计技术，所以被推荐的四人所学的专业都是力学。李颐黎和孔祥言都毕业于北京大学数学力学系；褚桂柏在交通大学毕业后曾在上海力学研究班进修过；我是以钱学森和钱伟长两位力学大师为正副主任的、中国科学院与清华大学合办的工程力学研究班首届毕业生，曾在北京钢铁学院（现北京科技大学）任力学助教。

1963年1月，春节刚过，我们四人小组到北京国防部第五研究院报到。钱学森副院长说，我们四人将在他的指导下工作一年或稍长一点的时间，任务是收集和学习国外人造卫星和其他航天器的技术资料，并在此基础上编制我国卫星和空间技术的发展规划。

钱学森副院长在领导导弹研制的繁忙工作中，抽出时间每星期召见我们一次，从未中断过。在每次大约三到三个半小时的时间里，先听取我们报告一周来准备工作的进展，包括收集到的参考资料的名称、大致内容、学习进展情况和下一步打算；然后告诉我们怎样学习和分析参考资料，并提出一些问题，例如，有一次他问“太阳同步轨道”是怎么回事，让我们带着问题学，加深理解。他特别强调，对国外的资料要独立思考，善于分析，千万不要人云亦云。

2 卫星准备工作

为了引导我们尽快步入卫星和星际航行这一尖端科技（当时不叫“高科技”）的殿堂，钱学森先生采取了三种方式培养我们。

2.1 收集和学习参考资料

钱先生把我们安排到国防科学技术委员会所属的国防科技情报研究所（现隶属中国人民解放军总装备部）上班，便于我们收集和学习卫星和其他航天器的参考资料。情报所为我们提供了专用办公室，并派该所的研究人员史珍同我们一道工作，帮助我们从该所的图书馆和资料室查找和借阅资料。

参考资料基本上都是英文的，俄文资料很少。而仅有的一本名叫《火箭技术》的俄文期刊，其中大多数文章也都是从英文杂志上翻译过来的。那时，我国的大、中学生在学校学的外语都是俄语，所以我们在学习参考资料的技术知识的同时，还要不断提高英语的阅读能力。我在中学时代（1949年以前）学过多年英语，因此阅读英文资料还比较顺利。

在人造卫星方面，我们收集和学习了“泰罗斯”（Tiros）气象卫星、“发现者”（Discoverer）返回式侦察卫星、“子午仪”（Transit）导航卫星、“回声”（Echo）无源气球通信卫星、“电星”（Telstar）有源通信卫星、世界上第一颗地球静止轨道通信卫星“辛康”（Syncom）等的资料。我们对“泰罗斯”和“发现者”两种卫星特别感兴趣，因为前者公布的资料十分详尽，后者则具有潜在的国防用途；因此尽可能详细地收集和研究这两种卫星的资料，这对我们后来的工作起到了重要作用，特别是对“发现者”卫星的了解，加之我们怀着一股争口气的思想，促使我们早在1966年就开始设计返回式卫星，最后使我国在36年前就一跃而成为世界上第三个拥有返回式卫星的国家。

我们还收集和研究了加拿大第一颗人造卫星“百灵鸟”（Alouette）、英国第一颗人造卫星“羚羊”（Ariel）和美国第一个月球探测器“徘徊者”（Ranger）的资料；在载人航天方面，我们详细地了解了美国的“水星”（Mercury）计划和当时正在执行中的“双子星座”（Gemini）计划的情况。

根据钱先生的指示，我们应在学习、了解国外空间技术发展情况的基础上，提出我国1964-1973年十年空间技术的发展规划。于是，由我先起草规划初稿，然后四人一起讨论、修改、补充，经过一个星期的突击工作，我们在1963年秋完成了一份显然十分粗略的《1964-1973年中国空间技术发展规划》（草案）。尽管这个规划可能是闭门造车，但它毕竟是我国航天发展史上最早的空间技术发展规划（草案），由于没有存档，今天也就无从查考了。也许就是从那时起，为我后来从事我国空间科技发展战略与规划研究迈出了第一步。

2.2 讲授星际航行概论课

钱先生培养我们的第二种方式是交给我们为中国科技大学学生讲授星际航行概论课的任务。“星际航行”与“宇宙航行”、“空间飞行”等词，自20世纪70年代末以来，根据先生的倡议，后来都统一改称为“航天”。钱先生从1961年起在中国科技大学开设星际航行概论课。他在讲课基础上撰写的《星际航行概论》[2]专著于1963年正式出版。全书共有十四章，见图1。

图1 《星际航行概论》目录内容Fig.1 Contents of“An Introduction to Interstellar Flight”

该书不仅囊括了空间技术的基本理论知识，而且凝聚着他本人在指导中国发展导弹和火箭事业中所获得的第一手实践经验。48年前，先生就在书中正确、鲜明地指出了星际航行（航天）技术的高度综合性，实践的复杂性和艰巨性：

“它几乎包括了所有现代科学技术的最新成就，像近代力学、原子能、特种材料、高能燃料、无线电电子学、计算技术、自动控制理论、精密机械、太空医学等。星际航行的更进一步发展不但将对上述学科，像植物学、动物学、生物物理、生态学、遗传学、地质学等提出研究课题，使这些学科也得到以前未有的推动力，并向新的方向发展。一句话，星际航行是组织和促进现代科学技术的力量；星际航行可以广泛地带动各门科学前进。”

“星际航行事业的每一个部门，研究、设计、试验、制造、发射、通讯都需要一个庞大的组织，都需要一个千万名科学家、设计师、工程师、技师、技术员、工人和其它人员组成的队伍。这些部门进行工作所需要的设备在质上要求是最高的，在量上也多；因此，没有一个强大和各方面成套的工业，没有一支多种学科和人数众多的科学技术队伍，就不可能设想全面地开展星际航行工作。”[2]

这些话已成为经典，至今常被人们引用。

《星际航行概论》不仅为我们提供了难得的学习材料，而且是一本很适用的教材，大大方便了我们备课。我们四人分担了从1963年9月到1964年1月一学期的讲课任务。我讲授该书的后半部分，即第九章到第十四章。

教育界有一句谚语：“为了给学生一杯水，老师得准备一桶水。”为了完成讲课任务，我们不得不认真钻研《星际航行概论》，并参考大量的文献资料，写出了几十万字的读书笔记，编写了一系列教案和讲稿。如果说，收集和学习参考资料，使我们开阔眼界，广泛了解国外卫星和空间技术的发展动态，那么，讲授概论课，使我们大大加深了对有关星际航行和航天器技术知识的理解。

学期结束，钱先生收集了学生对我们讲课的反映，说我的讲课学生们评价最高，使我很受鼓舞。先生曾嘱咐我们帮他修订《星际航行概论》，补充有关卫星和航天器技术的最新内容，以便再版。他还将《航空知识》编辑部谢础同志对该书文字的修改意见转给我们，供修订参考。遗憾的是，后来由于种种原因，我们没有完成，辜负了先生的一番厚望。今天，随着我国航天事业的发展，有关航天技术的各类书籍陆续编著出版，但是先生这本书是我国最早的有关航天技术概论的学术著作，具有启蒙和引领的历史意义，是上世纪人们系统学习航天技术知识的唯一读物。不久前，该书又出版新简体字本，向国内外发行。

2.3 担任星际航行座谈会的秘书

钱先生培养我们的第三种方式是让我们担任星际航行座谈会的秘书。该座谈会是1961年由钱学森、赵九章、竺可桢等知名科学家发起、不定期举行的学术活动。每次座谈会上，由一名某一学科或技术领域的专家就自己专业与星际航行相关的问题作学术报告，然后自由发言，各抒己见。从1961年到1964年的三年间，星际航行座谈会共举行了12次。

星际航行座谈会的日常行政事务另有中国科学院的工作人员负责。钱先生让我们担任座谈会秘书的职务，其实并无实质性工作要做，而是让我们有机会跟他一起去参加座谈会，听学术报告，从中获得更多的星际航行知识。有一次，由一位空间医学专家作空间生理学和生物学报告。讨论中，先生说，运载火箭振动对人体的影响是载人航天必须研究的重要问题。首先应分析振动对人眼球的影响，从力学观点看，人的眼眶就像是一个弹性支座，眼球就像弹性支座上的质量。它的共振频率是可以计算出来的。先生的分析，既严格科学，又生动风趣，让我们大开眼界，也引起与会者的极大兴趣和交口赞赏。

为了让我们从感性上具体了解导弹和火箭，先生还亲自带着我们到地处北京南郊的国防部第五研究院一分院（现在的中国运载火箭技术研究院）的总装车间参观火箭总装，到北京西南郊的101试验站观看火箭发动机热试车。

在钱先生的悉心指导下，经过一年多的学习，我们初步掌握了星际航行和卫星设计的基础知识。1964年春，我们四人先后返回上海机电设计院。

3 成立人造卫星研究室

1964年春，在钱先生的推动下，上海机电设计院以我们四人为骨干，从院内其他研究室调来技术人员，成立了第七研究室，从事人造卫星的设计工作，以后又陆续补充了大批1964年、1965年的应届大学毕业生。

第七研究室包括5个工程组，即总体设计、结构与温控、姿态控制、电源和跟踪遥测遥控。1964年5月，我们开始了我国人造卫星的可行性研究和初步方案设计。卫星设计是一项复杂的系统工程，需要综合应用多种科学与技术成果，不仅需要靠我们自己的技术能力，而且要寻求上海以至全国有关研究单位和工业部门的合作和支持。为了了解有关研究所和工厂的技术条件和水平，承担卫星分系统和设备的研制能力，我们先后访问了华东技术物理研究所（现上海技术物理研究所）、上海电池厂、上海光学机械研究所、上海无线电研究所，以及上海的其他有关单位。

由于人造卫星的研制是一项国家规模的任务，它的正式启动必须得到国家的审查和批准。在没有国务院的有关决策和任务分工指示的情况下，上海机电设计院领导不敢放手工作，采取“等着瞧”的态度。同时，我们接到上级指示，不要到上海以外的地方去调研。因此，卫星设计工作进展遇到困难。

4 钱先生的及时鼓励

我们满怀热情地做了一段设计工作后，发现工作难以深入，情绪有些低落，这一情况传到了在北京的先生那里。他在1964年11月11日同我讨论远程星际航行问题的来信中语重心长地说：“听说你们现在工作还有不少困难，任务也不够具体，必须以革命者的干劲来冲破层层障碍！希望你深思！”[3]

钱先生的信给了我们巨大的鼓舞，增强了我们克服困难的信心。在他的开导下，我们重树信心，在客观条件允许的范围内积极主动地开展工作，终于在1965年5月完成了我国人造卫星的方案设想。不料，卫星方案设想完成之日，就是早期准备工作结束之时。因为形势发生重大变化，上海机电设计院的建制和任务都要重新调整。事实上，1965年1月，钱学森等科学家在向国务院的建议中提出：

“自苏联1957年10月4日发射第一颗人造卫星以来，中国科学院和国防部五院对这些新技术都有过考虑。现在看来，弹道火箭已有一定基础，中远程火箭进一步发展，即能发射一定重量的卫星，计划中的远程火箭无疑也有发射人造卫星的能力。工作是艰巨复杂的，必须及早开展有关研究，到时才能拿出东西来。因此要早日列入国家计划，促其发展。”[1]39

与此同时，中国科学院提出了《关于发展我国人造卫星工作的规划方案建议》。1965年4月，国防科委提出了1970年至1971年发射我国第一颗人造卫星的设想；卫星本体由中国科学院负责研制，运载火箭由七机部（原国防部第五研究院）负责研制。根据七机部的决定，1965年8月上海机电设计院迁至北京，改名为七机部第八设计院，除继续研制探空火箭外，承担研制我国第一颗人造卫星运载火箭的任务。我们的卫星方案不得不束之高阁。至此，钱先生指导下的为我国人造卫星发展所作的早期准备工作宣告结束。然而，在先生的指导、培养和推动下形成的、以七机部八院第七研究室为主的卫星研究设计队伍，成为我国后来研制人造卫星的主力军之一，并在我国空间技术发展战略研究、返回式卫星、载人飞船和月球探测器的研制中发挥了骨干和指导作用。

晚年，钱学森先生仍然时刻关心我国航天事业和科技事业的发展，关心我国科技人才队伍的培养，提出要培养世界级高水平杰出人才的建议。如今，先生虽然永久地离开了我们，但他的音容笑貌犹在眼前，他的谆谆教导常响耳边。在纪念先生诞辰100周年之际，当年直接聆听过他的教诲的人，接受过他的学术思想指导或影响的人，更加怀念他，敬重他！先生热爱祖国的奉献精神、深远邃密的学术思想、严谨求实的治学态度、诲人不倦的无私品格，将永远是我们航天人、科技工作者和广大青少年学习的榜样，鼓励我们为我国的航天和科技事业的发展，为建设创新型国家而努力奋斗。

（References）

[1]张钧.当代中国的航天事业[M].北京：中国社会科学出版社，1986

Zhang Jun.China today：space industry[M].Beijing：China Social Sciences Press，1986（in Chinese）

[2]钱学森.星际航行概论[M].北京：科学出版社，1963

Qian Xuesen.An introduction to interstellar flight[M].Beijing：Science Press，1963（in Chinese）

[3]钱学森.钱学森书信[M].北京：国防工业出版社，2008

Qian Xuesen.Qian Xuesen’s letters [M].Beijing：National Defense Industry Press，2008（in Chinese）