中國航天器及其技術的發展歷程

弱　佳

中國從１９５８年開始進行航天技術的預先研究，于１９６５年進入人造衛星工程研制的時期，并在１９９２年決定發展載人航天技術。從總體來看，２０世紀中國航天器及其技術的發展大致可分為準備發展衛星和研究衛星技術、開始研制衛星和試驗衛星技術、衛星進入實用和提高衛星技術、研制新一代衛星和發展載人飛船技術等４個階段。

一、準備發展衛星、研究衛星技術的階段

此階段從２０世紀５０年代后期至６０年代中期，為中國航天器及其技術發展的第一階段，也是中國人造衛星及其技術的開創階段。

１９５８年５月１７日，毛澤東主席在中國共產黨第八次全國代表大會第二次會議上，根據人類社會已于１９５７年１０月隨前蘇聯發射了世界上第一顆人造衛星而進入了航天時代，高瞻遠矚地提出了“我們（中國）也要搞人造衛星”的號召。根據這一戰略考慮，中國科學院把研制發射人造衛星列為１９５８年的第一項重點任務。

１９５９年年初，中國科學院根據鄧小平總書記作出的現在放（發射）衛星與國力不相稱、要調整空間技術（為航天技術的同義詞）研究任務的指示，提出了以探空火箭練兵、高空物理探測打基礎、不斷探索衛星發展方向這一循序漸進發展中國航天技術的工作方針。貫徹這一方針，使中國在火箭探空以及航天技術單項課題研究和試驗設備研制等方面取得了從無到有的進展。

２０世紀６０年代初、中期，中國在火箭探空領域多次獲得了高空大氣環境探測數據、進行了首批次生物高空飛行試驗，在衛星技術領域開展了軌道運行理論、熱控制技術、姿態控制技術、無線電及空間電子學、空間醫學工程、生物環境工程等方面的研究和研制。這些學術理論成果和工程技術成果，為中國后來開展人造衛星的研制準備了必要的條件。

二、開始研制衛星、試驗衛星技術的階段

此階段從２０世紀６０年代至７０年代中期，為中國航天器及其技術發展的第二階段，也是中國人造衛星及其技術取得初步突破的階段。

１９６５年６月，周恩來總理主持召開的中共中央專門委員會第十二次會議，批準了國防科委提出的擬于１９７０～１９７１年發射中國第一顆人造衛星的方案報告。同年８月召開的中共中央專門委員會第十三次會議，又原則同意了中國科學院受國防科委委托提出的關于發展中國人造衛星工作的規劃方案建議。該建議經修訂，于１９６６年５月形成了中國的第一個有關航天事業的發展規劃——《發展中國人造衛星事業的十年規劃》（簡稱《十年規劃》）。

《十年規劃》明確提出，中國發展人造衛星事業要走有中國特色的道路，要根據中國自己的需要確定衛星的種類，要根據中國特定的條件確定技術途徑，要以滿足中國自己的需要為標準來衡量趕超（世界先進水平）；研制人造衛星要采取由易到難、由低到高、循序漸進、逐步發展的方針，首先以科學技術試驗衛星開路、取得經驗，然后發展以返回式衛星為重點的應用衛星系列?！妒暌巹潯饭串嫵鲋袊教焓聵I的發展藍圖，明確了發展方向和奮斗目標，對中國航天技術的發展具有重要的指導作用。實踐證明，《十年規劃》提出的發展方針和原則符合中國國情。特別是，在當時的歷史條件和國際環境下，中國在航天技術方面不可能得到其他國家的任何援助和合作，只能走自力更生、自主創新的道路。歷史表明，《十年規劃》提出的主要目標基本按期實現了。

在進入人造衛星工程研制時期后，中國于１９６８年２月成立了專門負責航天器研制的中國空間技術研究院。該院的成立，使原先分散在中國科學院和第七機械工業部的航天器研制力量得到集中，從組織體制上為按期完成中國第一顆人造衛星——“東方紅一號”（代號ＤＦＨ－１）衛星的研制任務以及進行中國第一種應用衛星——返回式０型試驗遙感衛星（代號０１批ＦＳＷ－０）等航天器的研制提供了保證。此后一年半，即１９６９年８月，上海機電二局（１９８２年改稱上海航天局，１９９３年改稱上海航天技術研究院）也組建了衛星研制隊伍，并開始研制技術試驗（代號ＪＳ）衛星。

１９７０年年４月２４日，“東方紅一號”衛星在“長征一號”運載火箭的攜帶下，從酒泉衛星發射中心起飛升空，進入一條近地點高度４３９公里、遠地點高度２３８４公里、傾角６８．５度的初始軌道。這一成就標志著中國成為繼前蘇聯、美國、法國、日本之后，世界上第５個能自行研制發射人造衛星的國家?！皷|方紅一號”衛星原定的主要任務為探測空間環境參數，后改為播放《東方紅》樂奏曲。中國的第一顆衛星總重量為１７２．８公斤，比前蘇聯、美國、法國、日本這４個國家的第一顆衛星重量（分別為８３．６公斤、１３．９７公斤、４２公斤、９．４公斤）的總和還要多２３．８公斤；而且，中國的第一顆衛星在跟蹤測軌技術、信號傳送方式、熱控制技術等方面也優于上述這４個國家的第一顆衛星。這說明，中國航天器技術雖然起步較晚，但起點較高。

在“東方紅一號”衛星發射成功后不到一年，即１９７１年３月３日，中國又用“長征一號”運載火箭將“實踐一號”（代號ＳＪ－１）科學探測和技術試驗衛星（見題圖）送入空間軌道。該衛星除了進行空間環境參數探測外，還對硅太陽能電池陣加鎳鎘蓄電池組構成的電源系統、無源主動式熱控制系統、小型化長期遙測系統進行在軌飛行試驗。這３個試驗項目都是要在長壽命應用衛星上采用的新技術?！皩嵺`一號”衛星的設計壽命為１年，但直到衛星軌道壽命結束，星上的長期遙測系統仍一直在發送著清晰的信號。在當時中國缺乏航天用長壽命元器件可靠性數據和經驗的情況下，該衛星能達到８年多的工作壽命，的確難能可貴。

“東方紅一號”衛星和“實踐一號”衛星均采用自旋方式穩定姿態。這２顆衛星相繼告捷，表明中國人造衛星事業發展十年規劃中的第一步目標得到實現。

技術試驗（ＪＳ）衛星進行了以星載計算機為主的程序控制技術、遙測數傳和跟蹤采用“兼用合一”的方案、三軸穩定的姿態控制技術等試驗。該衛星在第一、二次發射時，均因運載火箭推進系統出現故障未能進入軌道。但在１９７５年７月進行的第三次發射，成功地由“風暴一號”運載火箭將其送入地球低軌道。這一成就使技術試驗衛星的第三顆衛星成為進入太空軌道的中國第三顆衛星。此后，技術試驗衛星又于１９７５年１２月至１９７６年１１月進行了３次發射。其中，前２次衛星進入軌道，最后一次衛星因運載火箭推進系統出現故障未能進入軌道。

０１批ＦＳＷ－０返回式衛星主要用于進行航天可見光攝影技術、衛星返回技術以及相關的三軸穩定姿態控制技術試驗。該衛星由返回艙和儀器艙２個艙段組成，其中返回艙平臺具有較強的通用性。該衛星在１９７４年１１月進行的首次飛行試驗中，因運載火箭姿態控制系統出現故障未能進入太空；但在１９７５年１１月進行的第二次發射時，成功地由“長征二號”運載火箭送入預定軌道，并在完成任務后按預定計劃使返回艙返回地面，基本上完成了“把衛星收回來”的任務。此后，０１批ＦＳＷ－０在１９７６年１２月、１９７８年１月各進行的１次飛行試驗中，發射和回收均取得圓滿成功。

０１批ＦＳＷ－０返回式衛星的研制成功，表明中國在攀登航天可見光攝影技術和衛星返回技術方面取得了突破性進展，使中國成為繼美國、前蘇聯之后世界上第３個掌握這兩項高難度技術的國家，并表明中國勝利地實現了人造衛星事業十年發展規劃中提出的第二步的主要目標。

通過上列幾種衛星的研制，中國基本掌握了人造衛星及其分系統相關的技術。

三、衛星進入實用、提高衛星技術的階段

此階段從２０世紀７０年代中期至８０年代中期，為中國航天器及其技術發展的第３階段，也是中國人造衛星及其技術開始直接為國民經濟建設服務的階段。

１９７７年９月，中國決定集中航天領域的力量于１９８０年至１９８４年完成包括發射“東方紅二號”（代號ＤＦＨ－２）試驗通信衛星在內的“三抓任務”（另兩項任務為向太平洋發射遠程運載火箭和由潛艇水下發射運載火箭）。１９７８年８月，鄧小平副主席指出，中國是發展中的國家，在空間技術方面，不參加太空競賽；現在不必上月球，要把力量集中到急用、實用的應用衛星上來。根據中國制定的２０世紀８０年代中期航天事業的發展規劃和鄧小平的上述批示，中國航天器領域加快了能覆蓋更廣地域、獲取更多對地觀測資料的返回式０型實用遙感衛星（代號０２批ＦＳＷ－０）和用于進行衛星通信試驗的“東方紅二號”試驗通信衛星等急用、實用的應用衛星的研制步伐，并在２０世紀８０年代初、中期使中國的人造衛星及其技術取得了多項新進展。

１９８１年９月，“實踐二號”（代號ＳＪ－２）、“實踐二號甲”（代號ＳＪ－２Ａ）、“實踐二號乙”（代號ＳＪ－２Ｂ）３顆空間物理探測衛星進行第二次發射（１９７９年７月進行的首次發射因運載火箭推進系統出現故障未能進入軌道），成功地由１枚“風暴一號”運載火箭送入各自的運行軌道，實現了“一箭三星”。這３顆衛星除探測空間環境參數外，還進行了太陽能電池陣和整星對日（太陽）定向、整星無源主動式熱控制等衛星新技術的試驗，從而提高了中國人造衛星的技術水平。

１９８２年９月，０２批ＦＳＷ－１進行了首次飛行試驗。在這次試驗中，衛星由“長征二號丙”運載火箭送入預定軌道，并在完成任務后使返回艙按預定計劃安全返回地面。此后，０２批ＦＳＷ－１又于１９８３年至１９８７年成功地完成了５顆衛星的發射和回收。其中，于１９８５年１０月、１９８６年１０月發射的２顆衛星主要用于中國國土普查。０２批ＦＳＷ－１的研制成功，不僅表明返回式遙感衛星在中國的各類應用衛星中率先由試驗階段轉入到實用階段，而且揭開了中國人造衛星及其技術直接為國民經濟建設服務的序幕。在０２批ＦＳＷ－０研制、發射任務完成以后，中國又從１９８７年９月開始用“長征二號丙”運載火箭發射主要用于航天測繪工作的返回式Ⅰ型遙感衛星（代號ＦＳＷ－１）。ＦＳＷ－１共發射了５顆衛星。其中，１９９３年月１０月發射的第５顆衛星因姿態控制系統出現故障使返回艙未能實現返回，其他４顆衛星的返回艙成功地返回地面。

１９８４年４月，小容量和采用雙自旋穩定的“東方紅二號”試驗通信衛星在西昌衛星發射中心進行了第２次發射（同年１月進行的首次發射因運載火箭推進系統出現故障未能進入預定軌道）。首先由“長征三號”運載火箭將衛星送入地球靜止軌道的轉移軌道，而后由衛星上的推進系統將衛星推入地球靜止軌道并使衛星定點于東徑１２５度的赤道上空。緊接著，中國又于１９８６年２月將１顆“東方紅二號”實用通信衛星定點于東經１０３度的赤道上空。這一成就表明，中國成為繼美國、前蘇聯、歐洲航天局、日本之后世界上第５個擁有地球靜止衛星的國家，中國的通信衛星也因此進入實用階段。此后，中國又于１９８８到１９９１年發射了４顆通信容量比“東方紅二號”通信衛星大１倍的“東方紅二號甲”（代號ＤＦＨ－２Ａ）通信衛星。這４顆“東方紅二號甲”通信衛星除最后１顆因運載火箭推進系統出現故障未能進入預定軌道外，其他３顆分別定點于東經７８．５度、東經１１０．５度、東經９８度的赤道上空。這幾種通信衛星的研制成功，促進了中國國內衛星通信事業的進步。據不完全統計，在２０世紀８０年代末期，中國用于國內衛星通信的轉發器中，國產化的程度約６０％。

在中國人造衛星開始為國土普查、國內通信領域作貢獻之際，２顆“風云一號”（代號ＦＹ－１）太陽同步軌道試驗氣象衛星（即０１批ＦＹ－１衛星），分別于１９８８年９月和１９９０年９月，由“長征四號甲”運載火箭攜帶，從太原衛星發射中心起飛升空并進入預定的軌道。在１９９０年進行的發射中，運載火箭還同時將“大氣一號”（代號ＤＱ－１）和“大氣二號”（代號ＤＱ－２）２顆氣球式衛星送入軌道。２顆０１批“風云一號”太陽同步軌道氣象衛星的發射入軌，表明中國成為繼美國、前蘇聯之后世界上第３個擁有太陽同步軌道氣衛星的國家，推動了中國氣象事業的發展。

四、研制新一代衛星，發展載人飛船技術的階段

此階段從２０世紀８０年代中期至９０年代末期，為中國航天器及其技術發展的第４階段，也是中國人造衛星及其技術取得新的重大突破、載人飛船及其技術取得初步突破的階段。

中國通過前面所述各種人造衛星的研制，解決了人造衛星有無的問題和使衛星技術有了較大提高，并在衛星應用方面取得了初步成果。在此基礎上，中國于２０世紀８０年代中期提出了要研制新一代衛星的任務。與此同時，中國航天器領域根據中國制定的跟蹤世界高技術前沿的《高技術發展綱要》（即“８６３計劃”），開始進行載人空間站及其應用的研究。１９９２年，中國航天器領域又根據中國確定執行飛船載人航天工程計劃，開始進行載人飛船的研制。在此階段，中國于航天器領域取得了如下所述的進展。

１９９２年８月，能獲得更多、更清晰地物圖像的返回式Ⅱ型遙感衛星（代號ＦＳＷ－２）進行的首次飛行任務獲得圓滿成功。這一成就揭開了中國新一代衛星發射的序幕。此后，返回式Ⅱ型遙感衛星又于１９９４年７月和１９９６年１０～１１月各執行了１次飛行任務。這２次飛行任務也獲得圓滿成功。用于發射返回式Ⅱ型遙感衛星的運載火箭為“長征二號丁”運載火箭。

中國返回式衛星是一種低軌道、三軸穩定、對地心定向、返回艙可安全返回地面的衛星。其主要任務是對地觀測，同時利用衛星的剩余能力，以搭載形式進行一些國家科學技術發展急需的試驗項目；在一定程度上彌補了中國目前還沒有專用微重力試驗衛星和技術試驗衛星的不足。

返回式Ⅱ型遙感衛星采用了新研制成功的遙感設備，使一次飛行獲得的信息大幅度增加；在完成對地觀測主任務的同時，還以搭載形式進行多種空間科學和技術試驗。其衛星技術本身也有很大提高。它充分繼承和吸收了前兩種返回式衛星的成功經驗和成熟技術；在此基礎上又有較大的創新和改進，為國家提供了一種嶄新的、用途廣泛的返回式衛星平臺。

１９９４年２月，運用成熟技術以較快的速度研制發射了“實踐四號”（代號ＳＪ－４）科學試驗衛星。該衛星重３９６公斤，主要用于進行空間輻射環境及其效應探測。它搭載“長征三號甲”運載火箭，被送入地球靜止軌道的轉移軌道。該衛星還對砷化鎵太陽電池和氫鎳電池等新型航天電池進行了在軌飛行試驗，取得了令人鼓舞的效果。

１９９７年５月，中等容量和采用三軸穩定姿態控制的“東方紅三號”（代號ＤＦＨ－３）通信衛星進行第２次發射（１９９４年１１月進行的首次發射因星上推進系統出現故障未能定點于赤道上空、投入使用）。首先由“長征三號甲”運載火箭送入地球靜止軌道的轉移軌道，而后由衛星的推進系統將衛星推入地球靜止軌道，并使衛星定點于東經１２５度的赤道上空。這一成就表明，中國通信衛星的技術有了明顯的提高。衛星上所采用的許多先進技術和主要成果為今后研制更先進、更大容量的通信衛星奠定了基礎。它對于緩解中國衛星通信的緊張狀況，促進通信事業的發展，提高我國在國際航天領域的威望，鞏固我國在國際航天發射市場的地位都有十分重要的意義。

２０００年１～２月，以“東方紅三號”通信衛星平臺為基礎研制的“中星二十二號”（代號ＺＸ－２２）通信衛星發射成功，定點于東經９８度的赤道上空。

１９９７年６月，以“東方紅二號甲”通信衛星平臺為基礎研制的“風云二號”（代號ＦＹ－２）地球靜止軌道氣象衛星進行的首次發射獲得成功。衛星定點于東經１０５度赤道上空。發射“風云二號”氣象衛星的運載火箭是“長征三號”運載火箭。這一成就使中國成為繼美國、前蘇聯之后，世界上第３個既能研制發射太陽同步軌道氣象衛星，又能研制發射地球靜止軌道氣象衛星的國家。該衛星能覆蓋以我國為中心的約１億平方公里的地球表面，通過衛星轉發的高分辯率數字展寬云圖和低分辯率云圖，可進行天氣圖傳真廣播，供國內外氣象資料地面站接收使用；星上的數據收集系統可以提供１３３個國內國際通道的數據傳輸；利用衛星上的空間環境檢測器，可檢測太陽活動和衛星所處空間環境，為衛星工程和空間環境科學提供觀測數據。它的研制發射成功，開拓了我國在地球靜止軌道上進行對地觀測的新領域，提高了我國氣象預報和減災防災的及時性和準確性，使我國氣象現代化事業進入一個新階段。２０００年６月，第２顆“風云二號”氣象衛星成功發射，并定點于赤道上空（定點位置經度與第１顆衛星相同）。

１９９９年５月，“風云一號”業務氣象衛星（即０２批ＦＹ－１衛星）和“實踐五號”（代號ＳＪ－５）科學試驗衛星，由１枚“長征四號乙”運載火箭一并送入預定的太陽同步軌道?！帮L云一號”業務氣象衛星的研制成功，表明此種氣象衛星進入了實用階段。其工作壽命由原型的１年提高到２年；遙感性能提高，增強了對云層、陸地和海洋的多光譜探測能力；存儲容量增加，云圖信息存貯與記錄時間提高到３００分鐘；每天可以獲得一次４通道、４公里分辯率的全球觀測資料?！皩嵺`五號”科學試驗衛星僅用不到兩年的時間就完成了工程星和樣星的研制工作，其性能指標可以滿足用戶需要，并達到了各項設計指標要求。該衛星裝載中國科學院研制的科學儀器設備，主要進行空間環境探測、單粒子效應及對策研究、衛星微重力下的流體科學試驗等。

１９９９年１０月，中國和巴西聯合研制的“資源一號”（代號ＺＹ－１）衛星（即中國和巴西地球資源衛星），由“長征四號乙”運載火箭送入預定的太陽同步軌道。衛星上裝有ＣＣＤ相機、紅外多光譜掃描儀、寬視場成像儀等。由此，填補了中國在地球資源衛星領域的空白。２０００年９月，中國的“資源二號”（代號ＺＹ－２）衛星成功發射進入軌道。

１９９９年１１月，中國在酒泉衛星發射中心用“長征二號乙”運載火箭發射了“神舟一號”（代號ＳＺ－１）飛船。該飛船為無人狀態的試驗飛船?！吧裰垡惶枴憋w船在軌運行１４圈后，其返回艙成功著陸在內蒙古自治區中部地區?！吧裰垡惶枴睙o人飛船的飛行試驗獲得成功，表明中國在飛船載人航天技術領域取得的首次重大突破。

２０００年６月，中國和英國有關單位聯合研制的“航天清華一號”（代號ＨＴＱＨ－１）微小衛星，搭載俄羅斯運載火箭進入軌道。該衛星的研制實踐，為中國小型衛星的發展提供了一條新的途徑。

２０００年１０月、１２月，２顆以“東方紅三號”平臺為基礎研制的“北斗號”（代號ＢＤ）導航試驗衛星，分別定點于東經１４０度和東經８０度的赤道上空。由此組成了中國的第１個區域性導航衛星系統，并使中國成為繼美國、前蘇聯之后世界上第３個擁有導航衛星的國家。

上述于９０年代發射的衛星，多數在設計時瞄準了８０年代末期或９０年代初、中期國際同類衛星的先進水平。通過這些衛星的研制成功，使中國在幾個重要的衛星領域和若干衛星技術領域將與世界先進水平的差距縮短到５到１０年。此外，在此階段中國還研制發射了２顆主要用于模擬將發射衛星質量特性的模擬（代號ＭＮ）衛星。

責任編輯：兆然■