2024-06年●扬我中华魂●

“两弹一星”元勋王希季和探空火箭

作者:游本凤





希季,中国探空火箭和返回式卫星回收技术的开拓者、“两弹一星”功勋奖获得者、中国科学院院士,今年已103岁,是名副其实的“老寿星”。当年23位“两弹一星”功勋奖获得者,如今只剩下3位,而王希季是年岁最长者。他曾自豪地说:“我与中国共产党同岁!”

王希季的人生经历相当丰富。他是白族人,1921年出生于昆明,曾就读于西南联大,后留学美国。1950年新中国成立后,他冲破美方的重重阻力毅然回国,用所学知识为祖国建设效力。1958年,他加盟航天,任上海机电设计院技术负责人。1960219日,他主持的中国第一枚自行设计研制的探空火箭在上海南汇老港成功发射,成为我国探空火箭的开创者,使我国“两弹一星”工程迈出了关键一步。当年528日,毛泽东主席在上海视察了该火箭。

以后,他任中国返回式卫星系列总设计师,多次主持或参与了我国运载火箭、返回式卫星的研制和发射,1982年荣立航天工业部一等功,1985年返回式卫星和东方红一号卫星获国家科技进步特等奖,1990年返回式I型卫星获国家科技进步特等奖。1999年,他荣获“两弹一星功勋奖章”。

加盟航天一生缘

1957年,苏联第一颗人造卫星发射成功,揭开了人类进军太空的序幕。1958年,毛泽东在党的八届二次会议上发出了“我们也要搞人造卫星”的伟大号召,中国科学院积极响应,决定将研制卫星和运载火箭作为该院的头号任务,代号为“581”,并专门成立了以钱学森为组长,赵九章、卫一清为副组长的领导小组。1958821日成立了负责卫星总体和运载火箭研制的中科院第一设计院(代号为1001设计院),院长为郭永怀,副院长为杨南生。1001设计院的成立,标志着中国的卫星和运载火箭研制工作正式起步。

1001设计院成立后,党中央考虑到上海作为我国老工业基地,工业基础相对比较扎实,人才队伍实力也较强,意欲在上海发展探空火箭,以带动日后上海航天事业的发展。中科院根据中央的指示精神,与上海市委协商协调。上海方表示欢迎1001设计院来沪,并愿意提供一切方便。1958年末,由杨南生副院长带队,1001设计院整体搬迁到了上海。

同时,市委组织部派人代表上级党组织找王希季谈话,希望他能到机电设计院负责技术工作。机电设计院是干什么的?叫他负责哪一类的技术工作?因为一切都是保密的,找他谈话的人不可能告诉他。王希季虽然对去一个陌生单位充满疑惑,对未来去向的不确定性也曾有过担忧,但仍坦然接受组织的决定。那时他还在交通大学做老师,任涡轮机教研室主任、工程力学系副主任,承担着不少教学工作和实验课题。交大领导也想不通,原先不同意放人,但考虑到上海市委来抽调,校方不能阻拦,所以先以借调的名义让王希季去履职。

195811月,37岁的王希季前去报到,接待他的是杨南生。老朋友相见,格外亲切。原来杨南生与他是西南联大的同学,也是系足球队的主力队员,杨南生是守门员,王希季是右前锋。没想到一对“哥俩好”多年后会再次相逢,并战斗在了同一条战线上。

探空火箭开先河

王希季主要负责运载火箭的研制,当时我国这方面的技术几乎是一片空白。王希季在西南联大学的是机械专业,留学时学的是动力和燃料专业,与火箭并没有直接关系。因此,他也是一个门外汉,必须从头学起,边学边干。

面对一穷二白和重重困难,钱学森认为,应该先搞小型的探空火箭,以掌握技术、锻炼队伍为主。于是,他们设计了一款叫T-7M的探空火箭,先将火箭飞起来再说。T-7M4.2米、直径250毫米、自重75千克,可携带19千克有效载荷,以硝酸和苯胺、糖醇混合液作为推进剂,推力为226千克,加上固体助推器后,发射高度可达8~10千米。另外,火箭头、体分离后,可用降落伞对回收舱进行回收。

即使是小型探空火箭,也是一项技术和加工均很复杂的系统工程。王希季他们主要负责总体设计和技术抓总,几乎没有任何机器设备和加工能力。于是,通过上海市的协调安排,落实了地方相关的企业、研究所、高校等,一起参与技术攻关。

据王希季回忆,那时条件确实很艰苦,设计和加工手段非常落后。如计算弹道,他们用的是手摇计算机,二三十人白天黑夜连轴转,花了两个多月时间才计算完。又如那时没有仿真设备,对容器贮箱的设计只能通过破坏性试验来验证,即让其承受压力后一直到爆炸为止。再如发动机进行点火热试车,则利用上海江湾机场内一个抗战时期留下的废旧碉堡,经过科技人员简单改造后进行。

那时参与研制探空火箭的队伍,绝大多数是刚迈出校门不久的青年人,平均年龄只有24岁,没有任何实际工作经验,但热情高涨,满怀为国争光的雄心壮志,因陋就简攻克难关。例如,控制火箭头体分离的定时钟表机构是研制人员从市场上花7元钱买来的一只小台钟,然后经过改装而搞成功的;火箭的点火装置则是将普通小电珠的玻璃敲碎,取出灯丝再裹上硝化棉,成为最初的引火头;火箭进行液体燃料加注,是用一般家庭用的自行车打气筒来增压的。经过大家的努力,1960219日,我国首枚T-7M探空火箭在上海南汇老港海边滩涂发射成功,在中国航天发展史上具有非凡的意义。

当年528日,毛主席在上海视察了这一火箭,并勉励大家要“8公里、20公里、200公里的搞上去”。另外,刘少奇、邓小平、陈毅、贺龙、聂荣臻、李富春等中央高层领导都来上海看过探空火箭,对研制成绩给予了充分肯定。

小狗飞天创第一

T-7M发射成功之后,比T-7M体积更大、飞得更高的T-7探空火箭于同年913日在安徽广德603试验场发射成功。T-7整个研制过程不到一年,将火箭的飞行高度从8千米一下子提高到了60千米。

作为T-7的升级版,随后发射的T-7A更是进一步将飞行高度提高到115~130千米。在王希季主持下,他们对T-7进行了改进。火箭升级为T-7A后,不仅发射高度有了大幅度提高,而且有效载荷的质量也增加到40千克。

经过一系列改进后推出的T-7A已经达到当时的国际先进水平,顺利升空后箭头、箭体在弹道顶点附近分离,成功地用降落伞装置分别进行回收,标志着我国的探空火箭已经从试验阶段步入应用阶段,并掌握了航天器的回收技术。接着,他们乘胜前进,研制发射成功了多个品种的探空火箭,其中有气象火箭、电离层火箭、生物火箭等,以及各类返回回收装置。

值得一提的是,他们大胆地提出了开展小动物发射和回收试验。这一设想很快得到了中科院领导的大力支持。于是,他们开展了小狗的飞行试验。上天的小狗要经过严格遴选,除了身体健康、反应灵敏、性格温和、善解人意外,其体重要求在6千克左右。根据这样的要求从30多只小狗中进行挑选,最后选出了公狗“小豹”和母狗“珊珊”。经过一系列的强化训练,小狗的心理素质和身体素质得到明显增强。小狗上天之前,还要在它们的体内植入记录血压和心电的有关器件,用于记录和测试小狗飞行时经过主动段、失重段和返回段三个阶段时的心率、血压、心电和呼吸等4大生理指标,因为这些数据对未来载人航天有着重要的参考价值。

1966715日,他们首先让“小豹”飞天,探空火箭发射和回收成功。当搜索队员迅速将“小豹”从舱内解救出来时,天外归来的它依然活蹦乱跳。试验队员将它高高地举起,欢呼中国历史上首次狗类动物飞天试验的成功。同年728日,小狗“珊珊”进行飞天试验也获得了圆满成功。这两只天外归来的小狗一下子成了“动物明星”,后来它们还繁育了健康的后代。

意义重大亮点多

T-7T-7A最初是作为气象火箭研制的,后来发展成为高空技术试验火箭,先后共发射了23次,最高达到100多千米,处于亚太空的高度。它们曾被用来探测电离层,使我国首次直接获取电子浓度等相关数据。它们还被用来测量宇宙射线和磁场强度,试验卫星仪器、设备的高空性能。当时关键技术如弹道设计、发动机液流控制等,还有高空照相技术、红外地平仪,以及最高达300多千米的发动机高空点火飞行试验等,这些亮点在当时的中国都是独一无二的,都对后来航天事业的发展起到了支持和借鉴作用。后来,他们又利用探空火箭技术,搞出了和平系列探空火箭及第二代探空火箭挺进一号系列,为我国罗布泊地区核爆炸试验取样作出了重要贡献。

1970年我国长征一号火箭成功发射东方红一号卫星,在相当程度上是通过探空火箭的研制实践,打下了良好的技术基础和工程基础。王希季回忆:他那时花了好几天时间,关起门来专心查阅和研究了东风四号中程导弹一、二级的资料,并与探空火箭技术结合起来,为第八设计院设计了一个火箭总体方案,一直到初样阶段结束,取得初步成果后,才移交给北京航天一院,由任新民组织实施,最终长征一号火箭完成了发射东方红一号卫星的任务。可以说,没有探空火箭研制发射打下的基础,我国第一颗东方红一号卫星的发射不可能在1970年就实现。

另外,探空火箭还为航天器的研制做了很多有价值的高空实验、生物火箭回收实验,对于我国返回式卫星的研制,以及后来神舟飞船的成功返回,都起到了非常重要的铺垫作用。

回忆往事,王希季对那段岁月充满深深的眷恋。他深情地说:探空火箭是我国在高新技术中较早达到国际先进水平的一个领域,也是我国发展航天技术的起步项目之一,是业内一致公认的开拓创新型号。如果说探空火箭的研制成功具有里程碑意义,一点也不为过。