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科技创新70年

科技创新70年 | 这片土地上仰望星空的人

从一穷二白到中国高度,从酒泉的戈壁到西昌的峡谷,中国已经进入观天时代。

邢逸帆

发布于 10月1日责编 : 郭娟

10668 米,这是国产大飞机 C919 的巡航高度;3000 吨,这是长征九号火箭的最大起飞推力;3 亿公里,这是嫦娥二号探测卫星探测宇宙的最大深度;4100 光年,这是“中国天眼” FAST 望远镜捕捉到的脉冲星和我们的距离……

而新中国空天事业发展的时间,只有 63 年。

起步晚、缺乏人才、缺乏资源、没有外援……中国航空航天本来有太多停滞不前的理由。但为了持续千年的对深空的向往,为了空天强国的梦想,那些仰望星空的人没有停止追求和守望。

他们知道,自古华山一条路:搞航天,就只有自力更生。

启程:漂洋过海的钱学森

1955年10月28日,已经被聘任为麻省理工教授、并领导美国太空火箭研究的钱学森,经过近五年漫长的审核,终于突破重重艰难险阻回归祖国,抵达北京。

而让他下定决心放弃明星学者的光环、放弃自己在美国已经拥有的一切投奔当时百废待兴的新中国的,是一封来自曹日昌(中共党员、香港大学教授)的信。

在信中,当时在香港做秘密联络工作的曹日昌以“北方工业主管人”的名义知会钱学森:

“全国解放在即,东北华北早已安定下来,正在积极恢复建立各种工业,航空工业也在着手。”

曹日昌在笔记本上抄录的联络信件
曹日昌在笔记本上抄录的联络信件

这几行字虽短,但对于钱学森来说却无异于万钧雷霆:祖国已经做好准备,接下来的时间一刻也不能耽搁。

新中国成立伊始,最需要发展的就是国防力量,而被美国海军部副部长 Dan A. Kimball 评价为“宁愿枪毙他也不能放他走,他一个人能顶五个师”的钱学森,来得正是时候。

抵达北京后,钱学森立刻开始探访北京和东北三省的研究机构和工厂,对“航空工业”进行综合评估,判断我国能否以现有基础能否研制出导弹。他参观了中国科学院应用物理研究所、北京大学、清华大学等研究单位、高校,也探访了钢铁厂、煤矿、水电站、炼油厂等工厂。

钱学森在麻省理工任教期间
钱学森在麻省理工任教期间

一番摸底之后,钱学森才发现自己面对的境况有多么艰难。之后,他在《建立我国国防航空工业意见书》中总结当时中国的工业和人才储备条件道:

“我国现在航空工业是十分薄弱的,我们在最近才从飞机修理阶段转入飞机生产阶段……自己还不能够设计新型飞机,更不能作出为设计用的工程及科学资料。至于飞弹火箭,我们是完全没有。”

“说到航空用的材料,我们的情况也是一样薄弱。现在只有一个年产 2 万吨的铝厂。我们所必需的航空特殊金属还是要由外国进口。”

“至于航空研究……我们还没有专为研究用的设备,更没有大型为设计研究用的设备。所以可以说,我们完全没有航空研究可言。”

“人力呢?我们也是很薄弱。以整个力学来说,估计全国有 180 人从事力学教学;力学研究的高级干部,中间最有能力的,能过领导工作的只 30 人左右。航空人才只是力学人才中的一部分,人就更少了。”

在当时,别说自己制造导弹,不少国内专家就连导弹是什么样子都没见过。所以在 1957 年,当专家们终于看到前苏联提供的一枚教学导弹时,都感到惊讶:“原来导弹就是这个样?”“这东西像根大竹笋。”

几乎没有研究基础,材料依赖进口,人才储备不到百人……这是钱学森看到的我国航空工业基础,然而钱学森得出的结论是什么呢?

1955年11月25日,钱学森已经在参观哈尔滨军事工程学院时,时任院长陈赓问他:“中国能不能发展导弹?”钱学森回答:“为什么不能搞?外国人能搞,我们中国人就不能搞?难道中国人比外国人矮一截?”

陈赓说:“好,我就等你这句话。

钱学森生前采访
钱学森生前采访

钱学森斩钉截铁的回答背后是不可动摇的决心:哪怕条件再艰苦,从零开始做也要把国防命脉掌握在自己手里。

在钱学森《意见书》的指导下,1956年10月8日,中国第一个导弹研究机构——国防部第五研究院正式成立,代号 0038 部队,由钱学森担任院长。之后,第五研究院有了一个更广为人知的名字,那就是中国国家航天局。

中华人民共和国航天事业就这样迈出了艰辛的第一步。

酒泉:从荒漠戈壁到探空的起点

第五研究院成立后,即开始后紧锣密鼓地建设中国第一个导弹综合性试验靶场。

这个靶场的选址非常重要。我国载人火箭一般向东偏南方向发射,考虑到火箭发射和着陆的地点会产生差异,靶场东南方最好没有人口稠密区。此外,靶场所处地段最好日照长,多晴天,为航天发射提供良好的自然环境条件。

这些苛刻的要求决定了,最适宜火箭发射的靶场,一定是不适宜人居的荒漠。

1958 年,一列闷罐火车悄悄地行驶在中国西部。所经站牌都被草帘子遮得严严实实,就连车上的专家都不知道这列车究竟要把自己带到哪里。他们只知道,列车的目的地是一望无际的戈壁,任务是在荒凉沉寂的戈壁滩里修铁路、建机场。

天上无飞鸟,地上不长草;千里无人烟,风吹石头跑。”这个目的地实在太荒凉,甚至都没有著名地标可以借用为名,只能以最近的城市——西南 300 余公里外的酒泉作为名字。

人们在酒泉围观运载火箭发射,图源:新华社
人们在酒泉围观运载火箭发射,图源:新华社

当时,酒泉卫星发射中心副主任刘庆贵只有 22 岁,刚刚从哈尔滨工业大学电气测量系毕业,就成了闷罐车上的一员。

在车上颠了两天后,刘庆贵来到酒泉卫星发射基地,只看到茫茫无尽的沙丘。“我们单位就是导弹试验基地。别的就别再问了。咱们单位的任务性质、在什么地方、自然条件等,这些都不能说。”保卫部的干事告诉刘庆贵和其他新学员。

因为严格的保密需求,酒泉的先驱们不知自己身在何处,也更难和外界交流。“只能给直系亲属写信,同学亲戚和老师通通不允许。”刘庆贵说,“2年才一次探亲假,而且这地方荒无人烟,也没有汽车,只有专列,上专列也得有通行证才行。”

刘庆贵(前排)在“东方红一号”人造卫星发射指挥台工作
刘庆贵(前排)在“东方红一号”人造卫星发射指挥台工作

有家难回,任务繁重,还要与恶劣的自然环境搏斗。酒泉卫星发射基地一年中有 300 天是适合进行发射实验的大晴天,但这也导致酒泉气候干燥、土地贫瘠,战士们只能挖沙枣、喝碱水、睡帐篷。“这里空气的含氧量只有 18%。睡觉的时候都是似睡非睡的感觉。冬天也没有新鲜蔬菜,都是吃干菜。”刘庆贵回忆到。

在这片一无所有的土地上,刘庆贵和更多因保密而不能留下姓名的中国航天先驱们,一呆就是四五十年。

战士们在酒泉修建发射台
战士们在酒泉修建发射台

在这四五十和年间,最能形容他们生活状态的一句话就是“心事浩芒连广宇,于无声处听惊雷”。

1964 年,尽管我国第一颗原子弹已经在罗布泊成功引爆,然而西方舆论却开始嘲讽中国缺乏运载核武器的工具,“有弹无枪”。美国国防部长麦克纳马拉(Robert Strange McNamara)甚至预言,五年内中国都不可能造出原子弹载具。

面对越来越紧张的冷战局势,面对美国和苏联的核恐吓,1966 年,中央批准进行原子弹、导弹结合试验。10月27日,导弹与原子弹终于完成加注与连接,一切准备工作就绪。

那时,兰新铁路停运,西北航线关闭。新疆、兰州军区数十万官兵进入高度戒备。数以百万计的居民在接到战备演习的通知后疏散隐蔽。酒泉卫星发射中心的试验部队官兵人人戴上防化面罩,登上了准备离开基地的专列。

所有人员全部撤离酒泉,只剩下七位负责最后操作的指挥员和操作手还留在距离发射位仅有 170 米地堡里。

两弹结合试验导弹进场
两弹结合试验导弹进场

一旦“两弹结合试验”出现偏差,这七位负责执行发射任务的战士将会瞬间汽化,牺牲在这个仅有几平方米大的地下控制室内。

刘庆贵说:“他们当时都写了保证书,其实就是遗书……越想着危险越影响你指挥操作,到了操作时,心态还是非常平和的。航天员上天也是一样。

然而由于保密需要,七勇士之一刘启泉的二等功证书上的“主要事迹”栏,是一片空白。

我愿以身许国,何妨埋名半生
我愿以身许国,何妨埋名半生

当天9时,载着核弹头的导弹起飞。

幸运的是,9分钟后,经 894 千米的飞行,核弹头在新疆罗布泊核试验场的靶区上空 569 米的预定高度爆炸,爆炸威力为 1.2 万吨 TNT 当量。

从这一刻起,中国正式摆脱了来自美苏的核威慑,终于拥有了可以用于实战的导弹核武器。

随后,酒泉卫星发射中心执行了更多的火箭发射任务。

1970年4月24日,中国成功地从酒泉发射了第一颗人造卫星,卫星重 173 公斤,用 20.009 的频律播送“东方红”乐曲;

2003年10月15日,神舟五号从酒泉卫星发射中心发射升空。中国自此成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家;

2016年9月15日22时04分09秒,天宫二号太空实验室在酒泉卫星发射中心成功发射升空;

……

自两弹结合实成功以来,酒泉卫星发射中心累计发射长征系列运载火箭以及风暴、快舟等多型号火箭共计 120 多次,将 170 余颗卫星、11 艘“神舟”系列飞船、2 个天宫目标飞行器和 11 名航天员送入太空。

这些数字,还在不断增长。

航空:从北京一号到国产大飞机 C919

新中国成立初期,航空力量是另一个薄弱环节。

空军是一个国家军事力量和国防力量的重要体现,而直至1949年10月1日开国大典之前,新中国空军还仍在筹建中。

原因很简单,当时的中国无法自主设计生产飞机,主要空中力量依靠从敌人手中缴获的战机。

当时,中国手中只有从侵华日军处缴获、以及国民党军队留下来的美、英、日三国造的 159 架破旧飞机。数量少,机型杂,其中处于良好状态的只有 P-51 战斗机 22 架、C-46 运输机 8 架、C-5 通信机 5 架、日制 99 式高级轰炸机 23 架。

飞机仰赖缴获和赠与是一方面,资源的缺乏是另一方面。

当时缺少汽油,就用酒精代替;没有保险带,就用麻绳代替;缺少机轮、螺旋桨,几架飞机换着用;没有充气设备,就用自行车气筒给飞机轮胎充气;为了节省燃料,飞机起飞时士兵们甚至用马拉着飞机走向跑道。

有些七拼八凑的飞机内部连计时的钟表都没有,飞行员只能带着大钟进机舱,机舱里的座垫在被缴获时遗失了,飞行员就找个草垫垫在屁股底下。

马拉飞机,图源:CCTV 军事频道
马拉飞机,图源:CCTV 军事频道

而这,就是当时中国的全部空中力量了。

在这种艰难的情况下,本着“海陆空缺一不可”的信念,军委航空局(也即新中国空军的过渡组织)还是临时组织了 17 架飞机编程飞行中队,参加了开国大典。

9架P-51战斗机,2架蚊式战斗机,3架C-46运输机,1架L-5型通讯联络机和2架PT-19初级教练机,这就是新中国我军的第一支飞行队。

1949年10月1日,新成立的中国人民解放军空军编队飞过天安门广场上空,图源:新华网
1949年10月1日,新成立的中国人民解放军空军编队飞过天安门广场上空,图源:新华网

1949年10月1日,17架种类各异、经过改装、镶有金黄色红星的飞机参与了阅兵式。因为受阅飞机数量不够,编队不得不飞完一圈绕回来再飞一次,以壮士气。

条件越是艰难,对空中力量的需求就越是迫切:拥有制空权,拥有强大空军,是国家的保障。而无法自主制造飞机,却在接下来的很长一段时间里成为中国的切肤之痛。

1950年12月,周恩来总理对航空工业建设提出意见:“我们的航空工业建设要从实际出发,航空工业发展是先修理后制造,再发展到自行设计,在设计修理时,就要考虑日后转变为制造厂的安排和部署。”

在先修理后制造,先模仿后设计的思想指导下,1951年4月17日,中央人民政府人民革命军事委员会和政务院下发《关于航空工业建设的决定》, 随后重工业部航空工业局成立,中国开始有计划地部署飞机制造工作。

1954年7月3日,新中国制造的第一架飞机初教 5 在江西南昌飞机厂试飞成功;

1956年7月19日,新中国试制的第一架喷气式歼击机歼 5 首飞成功,歼 5 所用的涡喷 5 发动机, 是中国制造的第一种涡轮喷气式发动机;

1957年12月10日,中国第一架多用途运输机运 5 首飞成功;

1958年9月24日,由北航师生自主研制的新中国第一架轻型旅客机北京一号试飞成功……

北航师生人力托举飞机,为北京一号安装起落架
北航师生人力托举飞机,为北京一号安装起落架

一次又一次的成功试飞背后,是中央拿出价值 60 亿斤小米的资金为航空工业打开局面的魄力,而 1949 年,国家全年财政收入只折合小米 303 亿斤(数据来源:六十年国事纪要—经济卷)。

一次又一次的成功试飞背后,也是参与飞机设计和研发的科研人员摸着石头过河的艰苦。

斗转星移,2019年,掠过天安门城楼的空军阵容已经成为了集歼-20、歼-11B、歼-15、运 8、武直-10 等明星机型于一身的综合编队,代表着国产自研大飞机综合实力的 C919 也已腾空而起。

C919
C919

中国人的飞机梦穿越了近半个世纪,终于在这个时代得到了实现。

深入宇宙:仰望星空的中国天眼

2006 年,中国国务院新闻办发布《2006年中国的航天》白皮书,指出中国发展航天事业的宗旨是:探索外层空间,扩展对地球和宇宙的认识;和平利用外层空间,促进人类文明和社会进步,造福全人类;满足经济建设、科技发展、国家安全和社会进步等方面的需求,提高全民科学素质,维护国家权益,增强综合国力。

其中,“扩展对地球和宇宙的认识”甚至排在增强国防实力和开发利用空天资源之前,这意味着我们探索深空的意义,已经远远超出了地面的范畴。

2016年9月25日,位于贵州省平塘县克度镇大窝凼洼地的500米口径球面射电望远镜(简称FAST)正式开光投入使用,意味着中国拥有了目前世界上最大的单口径射电望远镜,

而这台耗费 6 年落成、投资 7 亿的巨型望远镜的终极目标是,寻找宇宙规律

FAST 天眼
FAST 天眼

经过近三年的紧张调试,FAST 渐入佳境。截至目前,FAST 已发现 132 颗优质的脉冲星候选体,其中有 93 颗已被确认为新发现的脉冲星。

“‘中国天眼’短短两年内的发现超过同期欧美多个科研团队发现数量总和,将帮助科学家在相关研究领域取得更大突破。”中科院国家天文台研究员朱文白说。

从古到今,星空都吸引着无数中国人持久地凝神思索。无论是“天涯共此时”的深情,嫦娥奔月的浪漫神话,还是昭示天象的三垣二十八宿,我们和宇宙之间的联结从未中断。

而如今,我们仍在仰望星空,只是那些熟悉浪漫的名词都有了新的寓意——绕月探测卫星嫦娥真的奔向了 38 万公里外的月亮,月球车玉兔在月亮上左顾右盼,空间站天宫里真的有仙人活动,而北斗则成了中国自行研制的全球卫星导航系统,代替那永恒的七颗星为旅人指点方向。

虽然航空航天前辈们当年看着星空时,心中存着怎样的感情如今已不得而知,但他们一定乐于看到,当年艰难点燃的星星之火,已经开始燎原。

参考资料:

吕成冬(上海交通大学钱学森图书馆馆员),2016,《六十年前,钱学森如何建言中央研制导弹》

国际先驱导报,《老酒泉人戈壁故事见证发射中心50年变迁》

刘庆贵,《巡天记》

新华社,2016,《亲历者讲述东方红一号发射往事》

《启航—我国第一枚运载火箭长征一号研制纪实》

(本文为PingWest大发快3“科技创新70载——庆祝中华人民共和国成立70周年”系列出品)

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