1970年4月24日，中國首顆人造地球衛星東方紅一號被成功發射，自此開啟中國的太空時代。50年前，東方紅一號讓中國成為世界上繼蘇聯、美國、法國、日本之後第五個成功發射國產人造地球衛星的國家。50年後，這顆衛星仍在軌飛行，見證著中國衛星事業和航天事業的發展和成就。
東方紅一號為何能在軌飛行50年
由於長征一號的運載火箭運載能力較強，東方紅一號衛星的起點很高。它總重173公斤，超過前4個國家發射的第一顆衛星的總重量之和。公開資料顯示，蘇聯發射的人類首顆衛星重量為83.6公斤，美國、法國和日本發射的首顆衛星質量分別為8.2公斤、38公斤和9.4公斤，4顆衛星加起來還比東方紅一號衛星輕許多。東方紅一號衛星運行在近地點439公里，遠地點2384公里，這條軌道也要比美蘇發射的第一顆衛星的軌道高。
小火箭微信公眾號創始人邢強博士23日對《環球時報》記者表示，用現在的時髦說法，東方紅一號衛星整個系統的完成度非常高。除了重量、軌道高度以外，那次任務不僅是簡單用火箭將衛星送入軌道，它的載荷還實現了技術水平較高的操作，比如要在軌播放《東方紅》樂曲，既要保證樂音優美還要考慮多普勒效應。另外，凡是衛星可以覆蓋的國家和地區，中國向他們進行了非常精準的軌道預報，東方紅一號衛星綜合體現了中國當時在運載火箭、衛星平臺、載荷、上升段和在軌運行段的在軌測控技術，這四大系統在一次任務中得到很好的解決。這樣的任務完成度與其他國家有很大不同，說明不是為了趕世界前五這個節點，而是進行了非常系統化的建設才有了這次發射。
《環球時報》記者23日從航天科技集團瞭解到，在東方紅一號研製發射過程中，中國科研人員攻克了火箭級間連接和分離技術、末級火箭觀測裙設計、衛星天線釋放和展開、儀器艙罩鍍金、熱真空模擬實驗、紅外地平儀的研製和試驗等一系列技術和工藝難關，並在跟蹤測軌技術、信號傳送方式、熱控制技術等方面超過了其他國家的首顆衛星。
戚發軔院士在日前舉行的紀念座談會上表示，東方紅一號衛星的發射，一舉打破了蘇聯、歐美等國家對航天尖端技術的壟斷。“搞東方紅一號的時候，我們沒用一個外國元器件，都是中國人自己造的。”戚發軔說。
邢強表示，東方紅一號已經在軌50年，這也是非常了不起的成就。一是因為上面談到的軌道高度比較高，另外一個原因是軌道傾角設計非常巧妙。當年中國航天工程師團隊選擇了一個既充分利用火箭運力、又能兼顧地區覆蓋能力，儘量讓更多國家和地區可以接收到樂音，並能看到中國衛星的軌道。正是因為東方紅一號衛星的軌道高度和軌道傾角的“優雅”組合，才能讓它50年後仍然在軌道飛行。哪怕是美國這樣的航天強國的首顆衛星也沒做到這一點。
專家梳理“東方紅”家族成績單
東方紅一號升空，拉開了中國探索太空的序幕。此後，我國的人造地球衛星種類不斷豐富。在東方紅一號在軌50週年紀念日前後，多位國內知名航天專家對中國衛星50年來的發展成就進行了梳理。
中國航天專家龐之浩23日對《環球時報》記者表示，中國衛星發展可以分為3個階段，第一階段是技術準備階段（1956-1970年），完成了從基礎研究到東方紅一號入軌的任務。第二階段是技術試驗階段（1971-1984年），主要成果是研製、發射和運行返回式遙感衛星、試驗性通信衛星和科學探測與技術試驗衛星。第三個階段為工程應用階段（1985年起至今）。在這個階段，我國衛星工程從技術試驗走向工程應用，四大系列衛星相繼投入使用。
龐之浩表示，我國衛星工程從技術試驗走向工程應用時，剛開始是以衛星業務運行試驗為主的衛星業務初步運行階段，衛星類型少、壽命短、故障多。從2000年起進入衛星業務全面運行階段，不僅衛星類型和數量多，“含金量”也大大提高。例如，遙感衛星由回收型發展為傳輸型；通信衛星由自旋穩定、小容量發展為三軸穩定、大容量；先後研製和發射了三代導航衛星。
專家表示，“東方紅”系列的命名方式也經歷了一個變化的過程。東方紅一號是中國第一顆衛星，我國之後陸續發展了三代地球靜止軌道通信衛星平臺：東方紅二號、三號、四號，其中二號、三號有同名衛星，而四號則只是作為平臺名稱使用。其中二號是小容量衛星平臺，三號是中容量衛星平臺，四號是大容量衛星平臺。正在試驗的東方紅五號是超大容量平臺。
根據航天科技集團提供的數據，50年來，我國自主研製了17種型號的長征系列運載火箭，成功實施300餘次發射，將500多顆航天器送入太空，成功率96%，可靠性、安全性和入軌精度達到世界領先水平。50年來，載人航天和深空探測不斷取得重大突破，我國成為世界上少數幾個獨立掌握載人天地往返、空間出艙、空間交會對接、推進劑在軌補加等重大技術的國家之一。2019年，圓滿完成嫦娥四號任務，在人類歷史上首次實現航天器在月球背面軟著陸和巡視勘察，進入了探索深空宇宙奧秘的新時代。50年來，北斗導航工程成功發射54顆衛星，將在今年完成星座組網，建成覆蓋全球的北斗衛星導航系統；高分衛星相繼發射和投入使用，顯著提升我國對地遙感觀測能力，今年將形成具有時空協調、全天時、全天候、全球範圍觀測能力的穩定運行系統。。
據風雲四號衛星總設計師董瑤海介紹，如今中國航天人用2代4型17顆風雲系列氣象衛星，探索出了一條具有中國特色的氣象衛星發展之路，促成氣象衛星中、美、歐三足鼎立格局。
對於中國航天取得的成就國外媒體也很關注。《巴基斯坦郵報》稱，過去一年，中國努力推動太空科學發展。中國嫦娥四號探測器，去年年初降落月球背面，玉兔二號已經成為在月球上工作時間最長的月球車。在新冠肺炎疫情期間，中國高分衛星以及北斗導航系統，給方艙醫院建設提供了技術支持。
邢強表示，經過50年發展，從軌道角度講，中國衛星已覆蓋低中高各種軌道高度，從小傾角到大傾角全部覆蓋，“東方紅”已不是一顆衛星的名字，而是一個型譜和家族。從產業成熟度來看，無論通信、遙感、導航三大領域都擁有較為完善的體系。
後續重大發展方向 大、多、遠
伴隨著技術的發展，中國的航天器也從人造地球衛星發展到載人飛船以及深空探測器，讓中國從世界第五，逐步向最前列挺進。但專家認為，這些成績很出色，但未來仍有很多重大技術需要突破。
美國《時代》週刊稱，從人造衛星到月球和火星，中國在這些領域正迅速變成“太空超級大國”。美國彭博社稱，中國正在與美國在另一個星球展開爭奪。中國航天局準備今年執行探測火星任務，該任務是中國探索清單上最雄心勃勃的項目，旨在與美國航空航天局獲得同樣地位，並將中國的科技知識轉化為現實產品。
邢強表示，從1970年首顆衛星發射成功到2020年，中國已成功進行超過300次航天發射。按照在軌活躍衛星數來說，是世界第二，僅次於美國，這個成就是了不起的。邢強將中國後續發展的重大任務方向總結為大、多、遠。“大”就是要在發展多種軌道、多種傾角衛星譜系的基礎上，儘快在新一代載人飛船和貨運飛船支撐下完成空間站的建設，因為運營在軌長期有人值守空間站將為後續的星際探索提供大量技術儲備，併為醫學、工業生產、尖端基礎科學提供不可替代的科研平臺。“多”就是要看到僅拼單星性能指標的時代即將過去，“拼星座”的時代馬上到來。只有靠大量活躍衛星的在軌，並組成動態、自組織、自管理的巨型星座，才能保證我國未來在太空的軌道和頻譜資源。為此，我國應該抓住機遇進一步推進低軌巨型星座的建設。“遠”就是要著眼於具有重大戰略意義的深空探測任務。雖然目前中國已實現探測器月球著陸，但人類重返月球的計劃始終在激勵著全球航天工程師，後續還要在人類重返月球計劃、人類首次登陸火星、小行星採礦等任務上求新、求遠。這些未來的重大任務都有賴於在衛星關鍵技術的後續突破，比如高可靠、可長時間持續工作的大功率電推進發動機，以及低軌道的星間通信，這些都是人類航天領域比較前沿的技術，在這些領域中國和世界上最頂尖的航天強國站在同一起跑線上。
【環球時報報道 記者 劉揚 特約記者 張亦馳 任重】
