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今天是4月24日,第十一個中國航天日,主場就在四川成都,主題是“七秩問天路 攜手探九霄”。
小清想跟大家嘮的,是56年前的今晚——那時候我們連火柴都叫“洋火”,連計算機都要靠手搖計算,卻敢在太空里放一顆173公斤的衛(wèi)星,還揚言要讓老百姓抬頭能看、低頭能聽。
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這聽起來像天方夜譚的事,前輩們到底是怎么做到的?今天就帶大家揭開這顆傳奇衛(wèi)星背后的硬核真相。
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很多人都不知道,1970年的時候,日本比我們早兩個月發(fā)射了他們的第一顆人造衛(wèi)星“大隅號”,不少人就說我們是“趕晚集”,跟在別人屁股后面跑,甚至還有人嘲諷我們“技術落后,只能湊數(shù)”。
可小清要說,這“第五名”,可比前四名加起來都硬氣,硬氣到讓整個世界都沉默!
咱們先上一組實打實的數(shù)據(jù),不服都不行。
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當年蘇聯(lián)發(fā)射的第一顆衛(wèi)星“斯普特尼克一號”,重量是83.6公斤;美國的第一顆“探險者一號”更輕,只有8.2公斤;法國的“阿斯特里克斯號”是38公斤;日本那顆比我們早發(fā)射的“大隅號”,也才9.4公斤。
大家可以算一筆賬,這四個國家的首顆衛(wèi)星加起來,83.6+8.2+38+9.4=139.2公斤,還比不上我們東方紅一號173公斤的重量,差了整整33.8公斤!
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可能有人會說,重量大算什么,說不定是技術不行,只能堆重量撐場面?
這話可就大錯特錯了。要知道,衛(wèi)星能送多高、送多重,最核心的就是運載火箭的實力。
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當年蘇聯(lián)發(fā)射首顆衛(wèi)星用的是一級半火箭,而我們的東方紅一號,是用長征一號運載火箭送上去的,這是我國首枚固液混合型三級火箭,第一級、第二級是液體火箭,第三級是固體火箭,技術起點一點都不低。
說白了,別人用三級火箭才能送上天的輕量衛(wèi)星,我們用自己研制的三級火箭,直接送上了一顆比他們總和還重的衛(wèi)星,這可不是堆重量,是實打實的運載能力硬實力!
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在那個國家經(jīng)濟、科技都還很落后的年代,前輩們沒有國外的技術借鑒,沒有先進的生產(chǎn)設備,全靠自己摸索、反復試驗,硬生生用雙手造出了能承載173公斤衛(wèi)星的運載火箭,這份底氣,足以讓世界刮目相看。
可別以為這173公斤只是單純堆重量,前輩們的野心遠不止于此——他們要讓這顆衛(wèi)星,真正走進每個中國人的生活,讓大家抬頭就能看見,低頭就能聽見。
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可大家不知道的是,這顆衛(wèi)星直徑只有1米,飛在400多公里外的太空,就算天氣、光線最理想的時候,它自身的反光亮度也只相當于七等星,而人眼最多只能看到六等星,根本看不見!
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這就有了前輩們的第一個神操作,也是那個藏在太空里的“光學騙局”。
為了讓老百姓能親眼看到這顆屬于我們自己的衛(wèi)星,前輩們動足了腦筋。
他們把衛(wèi)星做成了一個72面體,就像一顆巨大的迪斯科球,每一個面都能反射太陽光,而且衛(wèi)星在太空中會不停旋轉,這樣反射的光線就會更加明顯,能最大程度增加反光效果。
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但光靠衛(wèi)星本身還不夠,前輩們又想出了一個“神來之筆”——在長征一號第三級火箭上,撐開一個直徑4米的“大裙擺”,也就是一塊具有良好光學反射特性的反光板,材質是輕薄的聚酯薄膜,撐開后就像一面巨大的鏡子,能大面積反射太陽光,把亮度提升到二三等星的程度,這樣人眼就能清晰看到了。
小清跟大家說句實在的,當年很多老百姓抬頭看到的那個在夜空中移動的光點,根本不是東方紅一號衛(wèi)星本身,而是那面4米直徑的反光板在反射陽光。
前輩們用這樣的智慧,硬生生在太空里給中國人“造”了一顆專屬的“星星”,不是什么高科技的光學魔術,就是最樸素的智慧和最執(zhí)著的堅持。
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想想看,在那個連反光材料都要反復試驗的年代,前輩們要精準計算反光角度、衛(wèi)星旋轉速度,還要保證反光板能在太空順利撐開,沒有一次失敗的機會,這份不易,現(xiàn)在想起來依然讓人熱淚盈眶。
前輩們用智慧破解了“看得見”的難題,讓太空里多了一顆屬于中國的“星星”,可新的問題又來了——太空里沒有空氣,是真空環(huán)境,聲音根本無法傳播,怎么讓全國老百姓都聽到《東方紅》的歌聲?
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這背后,是另一個硬核的技術突破,也是前輩們用無數(shù)個日夜熬出來的成果。
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可能有人會疑惑,既然太空是真空,那《東方紅》的歌聲是怎么傳下來的?
小清跟大家科普一下,這可不是物理課上的聲音傳播,而是無線電課的知識。
當年中央給東方紅一號定下了“上得去、抓得著、看得見、聽得到”的總體技術目標,其中“聽得到”不僅是科研任務,更是政治任務,要求樂音一不能啞,二不能變調,還要悅耳動聽、可靠性高。
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因為沒有任何經(jīng)驗可借鑒,科研人員經(jīng)過反復論證,最終確定采用電子樂音的方案,而且選中了鋁板琴的音色——這種音色清晰悅耳,模擬起來線路簡單,可靠性也高,不像模擬北京火車站的鐘聲那樣,線路復雜容易出問題。
《東方紅》樂曲前八節(jié)有六個不同的音,科研人員就用六個不同的高穩(wěn)定度音源振蕩器代替六個“音鍵”,再用程序控制振蕩器的發(fā)音和衰減,混以諧波產(chǎn)生和音,這樣就做出了大家熟悉的《東方紅》樂音。
可別以為這就完了,太空的環(huán)境極端惡劣,高溫、低溫、輻射,還有發(fā)射時的劇烈震動,都可能讓樂音裝置出問題。
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為了防止震動影響樂音裝置,科研人員采用了環(huán)氧樹脂固封的方法,可沒想到,固封后樂曲竟然變調了!原來,環(huán)氧樹脂固化過程中會造成碳膜電阻“中毒”,改變了振蕩器回路中電阻的阻值,導致樂音變調。
為了解決這個問題,科研人員不分晝夜逐點逐級檢查電路,最后想出了一個辦法:先給電阻做蠟模具,澆灌環(huán)氧樹脂讓其阻值充分變化,穩(wěn)定后再安裝到電路板上,最后經(jīng)過高低溫調試,再用環(huán)氧樹脂整體固封,這樣就徹底解決了變調的問題。
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衛(wèi)星上天后,樂音裝置會把《東方紅》樂音變成無線電波發(fā)送到地面,地面接收站收到后,再通過全國的電臺轉播,不需要昂貴的設備,普通老百姓家里的短波收音機,就能清晰聽到來自太空的歌聲。
小清想象著當年的場景,1970年4月24日晚,無數(shù)中國人守在收音機前,當那清脆悅耳的《東方紅》樂曲從太空傳來,整個中國都沸騰了。
老人停下手中的活計,孩子湊在收音機旁,每個人的臉上都寫滿了驕傲和激動——那是屬于全體中國人的“太空廣播”,是中國航天第一次向世界發(fā)出自己的聲音,是我們打破國外技術封鎖、實現(xiàn)航天夢的最好證明。
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56年過去了,今天的中國航天,早已不是當年那個連計算機都要手搖的模樣。
今年的中國航天日主場活動在成都舉辦,我們不僅迎來了中國航天事業(yè)創(chuàng)建70周年、航天日設立十周年的重要時刻,還集中發(fā)布了一系列重大成果:嫦娥五號月球樣品的最新科學發(fā)現(xiàn)“鎂嫦娥石”和“鈰嫦娥石”,天問三號計劃2031年前后攜帶火星樣品返回地球,還有“羲和二號”的國際合作機遇公告,每一項都讓世界矚目。
東方紅一號早已完成了它的歷史使命,但它依然在近地軌道上飛行,就像一位沉默的老者,默默見證著中國航天的飛速發(fā)展。
當年研制它的前輩們,有的已經(jīng)白發(fā)蒼蒼,有的已經(jīng)永遠離開了我們,但他們留下的航天精神,卻一直傳承至今。
這顆173公斤的衛(wèi)星,從來都不只是一顆衛(wèi)星,它是那個年代中國人對抗匱乏、仰望星空的圖騰,是我們不畏艱難、奮勇爭先的象征。
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它告訴我們,當年我們能在一窮二白的基礎上,造出比蘇美法日前四名總和還重的衛(wèi)星,能破解“看得見、聽得到”的技術難題,今天我們就能實現(xiàn)嫦娥探月、天問探火、空間站駐留,未來我們也一定能實現(xiàn)載人登月、火星駐留,探索更遙遠的宇宙。
今晚,就是東方紅一號發(fā)射的56周年紀念日,如果你抬頭看天,請記得向那顆還在太空飛行的老衛(wèi)星致敬。
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它承載著中國人的航天夢,也見證著中國的崛起和強大。
評論區(qū)說說你對東方紅一號的記憶,或者你心中的中國航天故事,一起為中國航天點贊,為前輩們致敬!
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