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在「魔都」發射過我國第一枚探空火箭?對,你沒聽錯!

提到「魔都」上海,你的第一印象是什麼?

是鱗次櫛比的摩天大廈,流光溢彩的南京路夜景,抑或風姿綽約的東方明珠?

如果說要在「魔都」發射火箭,你一定會認為是痴人說夢。然而,說出來你可別不信,這事兒真的發生過。1960年2月19日,我國第一枚探空火箭就是在上海發射的。

在「魔都」發射火箭,你敢信?(圖片來源:網易攝影)

位於上海南匯的中國第一枚探空火箭發射舊址(圖片來源:飛鳥新浪博客)

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上世紀50年代,冷戰之下的美、蘇兩國展開了激烈的太空競賽。

1957年10月4日,蘇聯成功將人類第一顆人造衛星「斯普特尼克1號」送入太空,消息一出,舉世震驚。

僅僅過了四個月,美國也成功發射了自己的人造衛星「探險者1號」。

人類第一顆人造衛星「斯普特尼克1號」(圖片來源:NASA)

這邊廂,美、蘇二霸斗得如火如荼不亦樂乎;那邊廂,吃瓜群眾們不得不考慮如何在緊張的國際局勢中維護各自的國家安全。眼看著別人都跑步奔向太空時代了,中國總不能僅僅當個吃瓜群眾置身事外吧。

1958年5月,毛澤東向廣大科研工作者發出號召:「我們也要搞人造衛星!」隨後,中科院將研製人造衛星列作了當年的第一重點任務,在錢學森和趙九章等人的領導下,很快就成立了衛星和運載火箭總體設計院、控制系統設計院及衛星有效載荷設計院等研究機構。

當時正值社會主義建設初期,各行各業都急需人力物力,如果三個設計院都留在北京,需要大量人員、場地和設備,一時間很難湊齊。大家一商量,不如將部分機構遷到上海,畢竟「魔都」的工業與科技基礎還是十分雄厚的。

於是,當年11月,衛星和運載火箭總體設計院便從北京遷至上海,並更名為上海機電設計院。設計院的第一個任務是研製「探空五號」(T-5)火箭

聶榮臻(右二)與郭沫若(左二)在上海機電設計研究院(圖片來源:參考文獻[1])

我們知道,探空火箭是一種用於近地空間探測和科學試驗的火箭,其結構簡單,飛行高度介於探空氣球和衛星之間,早在1926年7月,美國科學家戈達德就發射了世界第一枚探空火箭。當時,美、蘇都有了自己的大推力運載火箭,衛星也都飛上了天,為何中國研製的卻是如此「低端」的火箭呢?

原來,雖說設計院的副院長楊南生和總工程師王希季都是畢業於西南聯大的高材生,也都曾在國外留學深造過,但畢竟學的是機械專業,對於人造衛星和運載火箭的知識了解並不多。而且,當時調入設計院的幾百位研製人員大多是剛走出校門的大學生和中專生,也都缺乏航天領域的知識和經驗。做科學研究必須一步一個腳印,僅憑一腔熱情是無法一步登天搞出運載火箭的,更何況當時國家經濟困難,在一無資料二無圖樣的情況下,大家一致認為應當首先研製推力較小、結構簡單的探空火箭以鍛煉隊伍積累經驗。

1950年,楊南生從曼徹斯特大學獲得博士學位(圖片來源:陝西工人報)

1950年,王希季在歸國的客輪上,他是我國的「兩彈一星「元勛之一(圖片來源:搜狐網)

按計劃,「T-5」是一種有控單級火箭,它以東德的「V-2」火箭為藍本,採用擠壓式液體推進劑發動機,設計長度為10.37米,起飛質量達2.62噸。可出人意料的是,即使是看似「低端」的「T-5」火箭,人們也沒能讓它飛起來。這是怎麼回事?

其實,人們緊趕慢趕,僅用了一年就組裝出了一枚「T-5」火箭。然而,由於工業基礎太薄弱,「T-5」面臨著難以逾越的「三座大山」:其一,缺乏大型發動機試車台,無法對發動機系統進行試車;其二,生產不出貯存低溫推進劑的設備;其三,自動控制系統缺少部件,不能按照設計要求連續運動。最終,「T-5」連飛行試驗都沒做就被送進了展覽館。

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既然「T-5」搞不出來,那就研製一個更小的火箭吧。

在錢學森的建議下,設計院決定研製起飛質量只有1.138噸、飛行高度僅數十公里的「探空七號」(T-7)火箭。「T-7」火箭已經比「T-5」火箭小了不少,不過王希季等人依然覺得應該再穩紮穩打一些。一番討論後,大家紛紛同意先做一個起飛質量只有「T-7」十分之一的模型箭「T-7M」。

「T-7M」火箭模型(圖片來源:參考文獻[8])

有了「T-5」做基礎,「T-7M」的研製方案很快就在1959年9月出爐了。它將是一種兩級無控火箭,由液體主火箭和固體燃料助推器串聯組成,發動機選用擠壓式輸送系統,用硝酸加苯胺、糠醇混合物作推進劑。「T-7M」非常小巧,主火箭直徑只有25厘米,起飛質量190千克,最大飛行高度也不過10千米。

有道是「麻雀雖小,五臟俱全」,再小的火箭也是火箭,擺在楊南生和王希季等人面前的問題依然多如牛毛。為了加快研製進度,他們決定兵分兩路,由王希季主抓火箭的設計、生產及試驗等技術問題,而楊南生則負責修建發射場。

楊南生(左)在實驗室(圖片來源:陝西工人報)

擺在王希季面前的最大問題是如何保證發動機的可靠運行,可當時處於「三年困難時期」,設計院的經費捉襟見肘,壓根兒沒有一個像樣的發動機實驗室。

一天,人們看到王希季在設計院里踱來踱去,最後卻在廁所前停住了,他一邊用手比劃一邊小聲嘀咕著。正當所有人都疑惑不解時,王希季對大家說:「就是這裡了!我算了一下,廁所前的這幾平方米空間足夠咱們建一個推進劑供應系統的液流實驗室了!」十幾天後,液流實驗室搭建完成,在這個「頗有味道」的小實驗室里,研製人員們獲得許多重要數據。

發動機生產出來後,為了測試其運行狀態,必須進行地面試車。可發動機試車時常伴隨著高溫高壓的有毒氣體,甚至會引發爆炸和火災,當時既沒錢又沒地,想建造一個防爆、防火又防毒的試車台著實難住了大家。王希季等人跑遍了上海的角角落落,最終在江灣機場附近找到一座抗戰時期遺留下來的碉堡,研製人員們立刻化身泥瓦匠,很快就將舊碉堡改建成了發動機試車台。碉堡的夾道用於測試,內部用於測量試驗數據,每次試車時,王希季等人就要貓著腰躲在碉堡外面,即使是前來觀看試驗的錢學森也是這般待遇。

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1960年1月,「T-7M」如期出現在了上海南匯老港鎮的發射場上。

說是發射場,實際上除了一座20米高的燕尾槽形單軌發射架,幾乎啥都沒有。如今一提到火箭發射,我們總會想到高大上的壯觀場面,可當時條件之簡陋絕對超出一般人的想像:一台50千瓦的發電機便是發射場全部的動力系統;由於沒有電話和喇叭,指揮所、發電機和發射架之間的交流幾乎全靠吼;火箭的點火裝置由燈泡加硝化棉製成;用於火箭分離的定時裝置由一隻小鬧鐘改裝而來……最令人難以置信的是,給火箭加註燃料的設備居然是普通的自行車打氣筒,而追蹤火箭軌跡的所謂「雷達」竟是手搖天線。

工作人員用打氣筒為「T-7M」加註推進劑(圖片來源:參考文獻[7])

簡陋的發射指揮所(圖片來源:騰訊網)

三個多月的廢寢忘食,最緊張的點火時刻終於到來了。誰知,火箭剛一點火,瞬間就變成一團火球燃燒起來!望著熊熊火焰,所有人都愣住了。痛定思痛,王希季迅速率領研製人員排查失敗原因。原來,火箭在啟動時,一個與推力室相連的管路被振[震]裂了,大量推進劑外泄引發了大火。

1960年2月19日,一枚嶄新的「T-7M」火箭再次屹立在東海之濱的發射場上。16時47分,隨著王希季的一聲令下,只見發射架旁霎時湧起滾滾白煙,火箭在轟鳴聲中向著藍天飛奔。當火箭逐漸消失在人們的視野里,所有人都眼眶濕潤,王希季和楊南生和大家一齊歡呼:「成功了!成功了!」

「T-7M」火箭發射升空(圖片來源:參考文獻[3])

「T-7M」火箭完全由中國人自己設計和製造,從確定方案到發射成功,僅用了不到半年時間,堪稱神速。儘管它只飛了8千米高,但卻是我國第一個具有工程實踐意義的火箭,是我國進入太空時代的第一步!

當年5月,毛澤東在視察「T-7M」火箭時曾說:「八公里,那也了不起!應該八公里、二十公里、二百公里地搞上去!」如今,我國的航天事業早已今非昔比,而這一切的起點正是「T-7M」看似微不足道的八公里!

1960年5月28日,毛澤東參觀「T-7M」火箭(圖片來源:參考文獻[1])

參考文獻:

[1] 《上海航天志》編纂委員會. 上海航天志[M]. 上海:上海社會科學院出版社,1997.

[2] 朱新軒,王順義,陳敬全. 見證歷史,見證奇蹟:上海科學技術發展史上的百項第一[M]. 上海:上海科學技術出版社,2015.

[3] 朱晴. 王希季院士傳記[M]. 北京:中國宇航出版社,2014.

[4] 方守賢. 科學寄語[M]. 北京:科學普及出版社,2014.

[5] 石磊,王春河,張宏顯,等. 錢學森的航天歲月[M]. 北京:中國宇航出版社,2011.

[6] 姜玉平. 錢學森與技術科學[M]. 上海:上海人民出版社,2015.

[7] 楊照德,熊延嶺. 錢學森中國星[M]. 上海:上海交通大學出版社,2012.

[8] 游本鳳. 不該被遺忘的老港——中國第一枚探空火箭升起的地方[J]. 太空探索,2016(9):40-43.

[9] 姜秀傑,劉波,於世強,等. 探空火箭的發展現狀及趨勢[J]. 科技導報,2009,27(23):101-110.

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