1960年的第一个春天刚刚到来,中国又跨进了一个饥饿的年代;
周恩来,停止了喝茶;
毛泽东,拒绝了吃肉;
邓小平,戒掉了香烟;
刘少奇,穿上了打补丁的衣服……
一个饿着肚子的民族,连走路都摇摇晃晃,还能飞跃地球吗?
一年前,中国科学院副院长、党组书记张劲夫,在一次千人大会上用铅笔头敲着桌面,郑重地传达了党中央总书记邓小平的指示:
“明年卫星不放,与国力不相称。”
这一指示尽管只有简短的两句话,却显得极有胆识与分量。它看起来虽然与当时的政治气候并不完全适宜,却一语道破了中国的真情。当然,也来得并不容易。
毫无疑问,在中国航天刚刚起步的1958年,科技工作者们在那样一种艰难困苦的情形之下,依然不甘落后于人,坚持挺进太空,的确显示了中国知识分子的一种本色精神。但若是我们用今天的眼光,从问题的另一方而来看,中国的1958年和1958年的中国,又毕竟是一个充满了荒诞、充满了离奇、充满了虚幻、充满了迷信、充满了偶像的年代。中国的科学界由于受到火热般的“大跃进”的煽动以及“破除迷信,解放思想”的影响,因而在“放卫星”的过程中,一些方案和某些作法,难免要出现“低烧”甚至“高烧”的现象。
比如,有的一说放卫星,就提出要放大卫星,并且要选用世界上刚刚才起步的液氢、液氟为推进剂来进行运载火箭的设计。尽管大伙的热情一个比一个高,各个单位的干劲一个比一个大,但是,到底放什么样的卫星?用什么运载工具来放卫星?在什么地方放卫星?靠什么手段去跟踪控制卫星?等等这一系列必须解决而在当初一时又难以解决或根本无法解决的问题,谁也不可能去认真仔细考虑清楚,何况当时“大跃进”的形势也不允许有更多的时间去考虑清楚。
于是,便出现了这样一种情况:有的先安排部分同志搞规划草案,规划草案一搞完,便急着往上报。上面一点头,人员便集中,人员一集中,什么问题似乎便都可以解决了;有的则是仅靠一种极大的热情,一种对工作无可挑剔的忠诚,然后再在一种神秘感的驱使下,关起门来昼夜加班,用一种可以牺牲自己生命的大无畏精神去埋头搞设计。每个技术人员各分一段,然后开始设计、计算、画围。不备也要懂,不会也要会。否则,就要“割掉奴隶尾巴”,就要“打倒贾桂作风”,就会被一双双涂满了政治色彩的眼睛死死盯住不放。
而且,随着工作的逐步推进,放卫星碰到的实际问题越来越多,越来越难,越来越让人头痛心焦,越来越叫人莫名其妙。绝大多数科技者由于缺乏火箭、卫星的基础理论知识,加之没有设计资料,没有计算公式,没有严格的科学规程,因而总体设计参数无法进行选择。搞总体设计时,没有电子计算机,所以解不了高级方程,唯一可用的手摇计算机,也只能对火箭的弹道进行近似的估算。虽然火箭发动机选用了高能、高比冲推进剂,但对液氢、液氟的化学与物理性能又弄不清楚,搞不明白,其生产、供应、贮存、运输、毒性防护等问题。-一时也无法解决。至于发动机的设计与燃烧试验,更是无从谈起。而试验手段和测试条件,就更不具备了。没有试车台,没有大型风洞设备,连急需的精确计量仪表也没有一个。另外,材料的品种极少,许多供应无法跟上,诸如特种钢材、高温合金、精密合金、高分子材料等也不齐全。甚至连自动控制的元部件、无线电线路的电子管、电阻、电容等都无法满足需要。
本来,卫星的发射是一个极其复杂的系统工程,它包括卫星本体、运载火箭、地面跟踪测控网、信息处理和发射场等五大部分,它除了研制工作需要一定的周期外,还必须投入大量的人力、物力,还必须与国家的科学技术水平、工业基础和经济基础相匹配。但在“大跃进”滚滚热潮的冲击之下,许多神圣的科学规律却变得可有可无。急于求成、好大喜功、异想天开所带来的结果,自然是事与愿违。
到了1958年底,中央一些领导同志开始觉察到了这些问题、及时地提出了纠正的措施。张劲夫副院长传达了邓小平“明年卫星不放”的指示后、中国科学院党组及时召开了有关卫星发展总结会议。会上,根据邓小平同志的指示精冲,着重研究了发展人造卫星的工作方针,提出了“大腿变小腿,卫星变探空”、“任务不是下马,而是着重打基础”的研制原则。同时一方面肯定了大家过去在人造卫星这一新技术中的良好愿望和所付出的艰巨努力,另一方面又指出了工作中的种种不足。认为目前要发射人造卫星,现有力量还相差甚远,人力不够,物资短缺,与国力的确很不相称。从现在起、必须纠正在基本功还没学到手、基本条件还不具备的情况下就急于要搞人造卫星的偏向。决定尽快调整任务,收缩机构,停止大型运载火箭和人造卫星的研制,把力量先转移到探空火箭上去。以控空火箭练兵,高空物理探测打基础、同时筹建空间环境模拟试验室,研制地面跟踪测量设备,从而不断探索人造卫星发展的新方向。
所谓探空火箭,就是在近地空间范围内进行环境探测、科学研究和技术试验的一种火箭。人造卫星及其运载火箭的分系统和部件在上天之前,需要在地面进行充分的模拟试验。但有许多工作环境在地面上又无法模拟,就只能利用探空火箭进行飞机飞行模拟试验。因此,探空火箭是发展空间技术的一种不可缺少的试验工具。
为了把北京的技术力量和上海的工业基础有机地结合起来、有利于中国空间技术的发展,经中国科学院和上海市商定,1958年国月,中国科学院第一设计院负责人造卫星和运载火箭总体设计的技术人员从北京迁往上海,并由上海市从有关院校和工厂抽调部分科技人员、大中专毕业生和工人,组成了中国第一个完全依靠自己的力量从事火箭技术研制和专门承担探空火箭设计的单位——中国科学院上海机电设计院,由中国科学院和上海市双重领导。
为了加强技术力量,上海机电设计院一到上海后,又集中了科学院河北分院、华南分院、四川分院、上海交通大学、哈尔滨工业大学、华中工学院、西北工业大学等单位送来的协作进修人员。同时还从上海江南造船厂、纺织机械厂、无线电厂和上海高等院校选调了一批技术人员、工々以及学生,成立了总体、结构、发动机、无线电、地面设备五个设计室。其副院长是杨南生,总工程师便是年仅37岁的王希季。
谈到探空火箭,不能不谈到王希季。
王希季,白族,云南大理人。中国共产党诞生那年,一个酷热的夜晚,他降生在大理山区一间亮着煤油灯的小竹楼里。他父亲后来对人说,王希季的出生,为家庭带来了负担,也为小小的竹楼增添了生气。
王希季的父亲是商人。父亲大起大落的人生际遇,给他幼小的心灵留下了极大的刺激。加之当时军阀混战,兵荒马乱,血淋淋的现实使他从小在心里就萌发了一种强烈的自强情绪。他后来成为一名杰出的科学家,应该说与他童年的爱好多少有关。
王希季从小喜欢踢足球,但最迷恋的是看科幻小说。他常抱着法国作家儒勒·凡尔纳的《从地球到月球》躺在芭蕉树下,一看就是一个下午。书中描绘的那个“大炮俱乐部”,常常令他神魂颠倒,想入非非。直到妈妈捏着小棍追来时,他才急忙一手抓书一手提鞋,迷迷瞪瞪地逃回家去。
他后来回忆说,有一次他看着看着就睡着了。凉爽的芭蕉树下,他飘飘然然地做开了白日梦。他梦见自己被一片树叶托起,在山谷中飞来飞去。梦醒后,他捡起几十片枯黄的落叶,跑到一个山口上,将落叶呼啦一下迎风抛散出去。片片落叶,在山谷里悠悠飘荡,像一只只金黄色的蝴蝶。望着一片片漫天飞舞的树叶,他第一次忽发奇想:树叶能飘,人为什么不能飞呢?
他小学毕业那年,昆明市举行小学毕业会考,他竟考了个全市第一。父亲说:“季娃,还是学门手艺吧!”于是,他便进了工业学校,接着又考上了西南联大。大学毕业时,正是战火纷飞的1942年,他想为抗战出力,就进了一家兵工厂。
但几年兵工厂生活,使他看到了一个严酷的事实:中国的工业太落后。于是抱着“工业救国”的理想,他于1947年又以优异的成绩考入美国弗吉尼亚理工学院。两年后,获得硕士学位。
当王希季正准备继续攻读博士学位时,传来了新中国成立的喜讯。他很快找到了留美科学工作者协会,要求立即回国。
当时美国政府为了阻止中国留学生回国,提出了许多优厚的条件。而回国的留学生,在国内每人只能优待600斤小米。不少同学都劝他读完博士再回去,有的甚至劝他干脆就留在美国。但他考虑到自己留学的目的本来就是为了拯救自己的祖国,现在祖国统一了,自然应该回国效力。于是,在留美科协的帮助下,他率先踏上了“克里弗兰总统号”商船。
多年后王希季仍然清楚地记得,那是1950年3月的一个上午,波涛滚滚的太平洋上,海风拂面,阳光照人,“克里弗兰总统号”商船以最快的速度向着东方默默行驶着。宽敞的甲板上,他和几十名中国留学生围在华罗庚教授一家人的身边,兴奋地谈论着刚刚诞生的新中国。
那是一个激动人心而又极为美妙的时刻,王希季后来回忆说,几十名留学生围在一起,有的站着,有的坐着,有的仰望着天空,有的面对着大海,而所有的心都一齐向往着祖国,所有的话题都是回去后如何建设一个强大富饶的中国。当谈到新中国应该有自己强大的国防,火箭的故乡应该尽快造出自己的火箭时,年轻气盛而又充满浪漫的王希季再也抑制不住自己的情绪,竟面对太平洋放声唱了起来:
在黄河之滨。
集合着一群。
中华儿女优秀的子孙。
……
接着,华罗庚教授和所有的中国留学生都随着王希季的节拍,一起高声唱了起来。歌声、涛声与心声浑然一气,久久飘荡在太平洋的上空。
王希季回国后,先在大连工学院担任副教授,后又任上海交通大学和上海科技大学教授。他一边执教,一边潜心著书立说。
当上海机电设计院总工程师的担子放在了他的肩上时,他仿佛才第一次感到了“中国”这两个字在心中的分量。
所以,刚一上任的王希季,胸中仿佛时刻都有一团熊熊的烈火在炙烤着他的五脏六腑。他深知,中国是火箭的故乡,现代火箭早就应该从故乡的上空冉冉升起。可历史的脚步已走过了千年的岁月,堂堂中华大国的上空,仍不见一枚中国人自己设计研制的火箭!而作为曾多年留学美国的他,心里更是清楚,早在34年前,一枚铁青色的火箭便在大洋彼岸的奥比姆上空一跃而起。尽管这枚火箭小得可怜,而且只飞行了短短的2.5秒钟,但它却震撼了美国,惊动了世界。因为它是人类历史上的第一枚液体火箭!这枚火箭的设计者,便是美国的火箭之父戈达德。
可以说,从王希季落脚于美国土地的第一天起,戈达德便在他心中占据了偶像的地位。他喜欢在夜深人静时,绕着校园的小径独自散步,并习惯望着星空遐想联翩:只有200年历史的美国,在20年代就发射了人类第一枚液体火箭,而为什么拥有5000年文明史和1000年火箭史的中国,却迟迟不能升起一枚自制的现代火箭?美国出了个戈达德,中国为什么就不能出一个“王达德”?每当想到这些,他去美国学习科技知识的目的和方向便越来越明晰;“科技救国”的思想,亦日渐深厚、坚定起来。
因此,当他出任上海机电设计院总工程师后,恨不得把每天24小时全都用在探空火箭的研制上。他知道,国家无论在经济后盾还是在技术实力上,目前都还极为有限。为了国防的急需,只能优先保证导弹和原子能发展。并且从技术上来说,中国近程导弹刚开始仿制,还不具备自行设计运载火箭的能力,只有在中国火箭技术有了进一步发展的基础上,才有条件研制具有运载人造卫星能力的大型火箭。于是,在这种情况下,只有先重点开展人造卫星单项技术的研究。
搞探空火箭,正是很关键的第一步。
但万事开头难。探空火箭从设计、研制到发射,没有先例,没有外援,一切的一切,全靠自己。
而且,当初中国的探空火箭究竟如何起步,到底先应该研制什么型号,后再研制什么型号,谁都没有过往的经验,也没有现实的把握。
更何况,当时又正处于热火朝天的“大跃进”年代,许多工作无法按照科学的要求去设想,而是根据政治的需要来考虑;不是从实际情况出发,而是以某种政治意图为目的。在这种非正常的政治环境下,即使你有再清醒、再冷静的脑袋,也难免不被疯狂的政治高温熏得晕头转向。
在探空火箭最初方案的制定时,自然也要受到这种政治气氛的感染。因此,一开始的起点定得很高很高:要研制一种技术指标相当先进的有控制能力的大型火箭、即“T-5”探空火箭,以用于探测研究高空大气结构和各种地球物理现象。
显然,这支初步组织起来的从事探空火箭技术研究的队伍、在当时还相当的年轻、大多数人都缺乏火箭方面的专业知识,而实践经验方面,则更是无从谈起。另外在试验设备、加工条件、技术资料方面,也同样存在诸多的困难。比如,在设计“T-5”火箭时,由于没有电子计算机,便只能用电动计算机代替电子计算机进行计算。在整个试制工作中,尽管研制人员同承担试验任务的空军十三厂、上海柴油机厂密切合作,边学边干,边干边学,在短短一年里,便攻克了一些在今天看来极易解决而在当时却是难度很大的课题,并完成了一枚火箭的结构件总装工作。但由于没有大型发动机试车台、又不具备供应、贮存、运输和加注液氧的设施,致使发动机的研制工作无法进行;而火箭整个控制系统所需的仪器设备也不齐全,无法配套。加之政治热潮的冲击,生活贫困的挤压,结果,整个“T-5”探空火箭的研制工作,只好被迫中止了。
30年后,王希季这样回忆道:
当时国家没线,穷得叮当响。研制人员又年轻,平均年龄只有20来岁,既没理论又没经验。搞设计没电子计算机;搞试验没试验场,就在日本鬼子留下的一个破碉堡里千。寒冬腊月,科技人员弄水和泥,搬砖抬石,全都当起了“泥瓦匠”。加上缺乏营养,不少同志都得了浮肿病,还常常饿着肚子干到深夜。
当时只有19岁的张晖,便是那群年轻人中的一个。如今他谈起那段日子时,心里似乎既留下了淡淡的甜蜜,又好像隐藏着某种难言的苦涩:
刚搞探空火箭,几乎是要啥没啥。发动机是上海柴油机厂生产的,结构的组装是在空军的一个修理厂进行的。搞火箭的试车时、就在上海松江县一个郊区的破碉堡里,无遮无掩,惨不忍睹,我们白天干活,晚上就趴在油灯下查资料,学理论,边学边干,边干边学,学了就干,不仅再学。那个地方冬天特冷,夏天蚊子又大又多,而且还填不饱肚子,每月只有20斤定量,不够吃了就在稀饭里一个劲的加水,把本来就稀的稀饭搞得更稀。没有蔬菜吃,就吃萝卜皮,甚至有时就用酱油拌上一碗白开水下饭要说苦,当时的确很苦,但大伙的心里都憋着一股子幼儿,像烧着了一团火,脑子里成天想的似乎不是如何填饱肚子,而是怎样尽快把探空火箭搞上去!
的确,在缺乏经验,技术储备不足,国家投资又有限的情况下,要想搞出具有先进技术指标的探空火箭,显然是不可能的事情。更何况,那还是一个“高烧”未退而又饥肠辘辘的年代!
但是,“T-5”火箭下马,并未挫败科技人员的意志。尽管失败让他们尝够了痛苦的滋味、却也让他们醒悟到应该选择技术难度较小的无控制火箭作为突破口。
于是,在杨南生副院长和总工程师王希季的组织领导下,从1959年10月开始,研制工作又转向了“T-7M”无控制探空火箭。
“T-7M”火箭是由液体燃料主火箭和固定燃料助推器串联起来的两级无控制火箭。当助推器工作完毕后,主火箭能在空中自动点火,主火箭的箭头、箭体在弹道顶点附近可以自动分离,分离后的箭头、箭体分别用降落伞进行回收。这种火箭的起飞重量为190公斤,总长度为5345厘米,主火箭推力为226公斤,飞行高度只有8—10公里。
为了保证该火箭的发动机启动安全、工作可靠,决定采用爆破薄膜为启动阀、并要求薄膜控制爆破力的精度要达到土0.25的大气压。为此,要求薄膜的铣削深度公差应保证在0.005毫米以内。显然,要达到这一要求,若采用机械加工方法是无法实现的。两位平均年龄只有20岁的姑娘勇敢承担了这一艰巨的任务,并决定采用化学腐蚀方法来进行加工试验。但由于当时没有所需的设备,只得靠手工把涂上保护剂的硬纸板刻成一个个空心图案当模型来腐蚀铝板。经过数百次试验、找到了比较理想的保护剂和腐蚀剂后,她俩又面临一个如何在丝绢上刻出高质量图案的新问题。经多次的失败,她俩终于从油印机上得到启发,提出用印刷法把图案印上去,并自己动手把针头磨成微型刻刀,先在印刷纸上刻出所需的图案,尔后再把印刷纸贴到丝绢上,这才印成了理想的图案,最后经过了近千次试验后终于达到了设计要求。
1960年2月19日,中国第一枚自己设计研制的液体火箭终于竖立在了20米高的发射架上。
这是一个潜藏着壮烈与辉煌,但又不得不令人提心吊胆的日子。火箭的设计者王希季站在简易指挥所里,既显得激动而自信,又充满惶惑与焦虑。阴冷的寒风飕飕到来,使他瘦弱的身子竟透出几分饥饿的醉意。
发射场位于上海南汇县的一个老港镇上。这是一块早被岁月遗忘了的不毛之地。此地濒临东海,气候恶劣,人迹罕至。但历史偏偏选中它来作为中国第一枚液体火箭的起飞港。
发射场条件之简陋,在世界航天史上,可谓空前绝后。一台借来的50千瓦的发电机放在地上,四周用芦苇一围,顶上再盖一张油布篷,就成了“发电站”。“发电站”离发射架和“指挥所”虽然只有100余米,但中间还横着一条飘着死鱼的小河。没有步话机,更没有电话,甚至连一个广播喇叭也被迫省略了。发射场总指挥要下达命令,靠的不是电子扩音器,而是扯着嗓门大声喊叫,或者挥动手臂使劲打着哑语。更叫人无法想象的是,给火箭加注推进剂时,没有专用加注设备,便只好用自行车的打气筒作压力源,由于没有自动的遥测定向天线,就靠几个人用手转动天线去跟踪火箭。
这在90年代的今天看来,显然是原始得近似荒唐,甚至令人难以置信。但随着一声令下,火箭忍着饥饿的肚子,却成功地飞上了天空。
当然,不可隐瞒的事实是,这枚火箭的飞行高度,只有8公里!
为了这短短的8公里,堂堂中华大国竟走过了千年的路程!
但是,它却是中国历史上第一枚自己研制发射的液体探空火箭。它从1959年10月10日开始研制,仅用三个月时间,就装出了第一枚主火箭,不到半年就首次发射成功。它的成功,为下一步中国的卫星上天开辟了通路,使中国在走出地球、奔向太空的远征路上,迈出了关键的第一步。
两个月后,一个蒙蒙细雨的下午,聂荣臻副总理在张劲夫、钱学森的陪同下,冒雨来到位于上海江湾机场内的简易试车台,视察了“T-7M”火箭发动机的热试车,对火箭发动机专家们给予了热情的鼓励。
又一个月后,一个华灯初照的夜晚,毛泽东主席迈着宽松的步子,走进上海新技术展览会尖端技术展览室。
展览室的中央,摆着探空火箭的模型。新奇的火箭模型,吸引着各界参观的人群。人们一边观看,一边议论纷纷,都为新的共和国在如此短的时间内便拥有这样一枚探空火箭而感到无比的兴奋和自豪。
毛泽东一进大厅,便径自朝探空火箭的模型走去。他先询问了这枚火箭的研制情况,又了解了有关科技人员的生活现状,然后拿起产品说明书,粗略地翻了一下,才指着火箭问道:
“这家伙能飞多高?”
“8公里讲解员回答说。”
毛泽东轻轻哦了一声,似乎多少有些遗憾。但他很快便笑了,并举起手中的产品说明书,在空中使劲挥了挥说:
“了不起呀,8公里也了不起!我们就要这样,8公里、20公里、200公里地搞下去!搞它个天翻地覆!”
说罢,毛泽东疾步走到火箭的身边,轻轻在火箭的尾部拍了两下,像一位父亲拍打着儿子的屁股。