作者：叶永烈
对苏联卫星发表长篇评论
人类是在1957年10月4日首次叩开宇宙的大门。这一天，苏联成功地把世界上第一颗人造地球卫星送上了太空，开创了人类征服太空的新纪元。
苏联成功发射世界上第一颗人造地球卫星“斯普特尼克一号”，造成全球的新闻轰动，尤其极大地冲击和刺激了美国。在第二次世界大战即将结束时，美国与苏联对于德国火箭、导弹专家和设备的你争我夺，就已经显现空前的激烈竞争。
第二次世界大战结束之后，美苏竞争的格局以及两大阵营逐步形成。美国向来自以为在科学技术方面领先于苏联，而这一回却落后于苏联。美国把苏联卫星上天的那天，宣布为“国耻日”。当时的美国总统艾森豪威尔甚至要“查一查美国的小学教育出了什么问题”？！
钱学森就苏联发射人造卫星事接受记者采访
苏联精心选择了发射第一颗人造地球卫星的时机，即在苏联“十月革命”胜利40周年前夕。
作为苏联最大同盟国的中国，对于苏联成功发射第一颗人造地球卫星表现出欢欣鼓舞之情。在那个年代出生的中国婴儿，成千上万地取名为“卫星”、“星宇”、“征宇”、“征空”之类。
作为中国的著名科学家，钱学森在北京举行的十月社会主义革命四十周年庆祝大会上讲话，对苏联成功发射第一颗人造地球卫星给予高度评价。
钱学森指出：
这一颗卫星的重量和体积看来并不惊人，但是，作为一个科学技术工作者来说，我们必须把我们的注意力转到发射这颗卫星的工具上去。根据已经掌握的资料，发射卫星的工具是一个三级火箭……
因此，苏联人造卫星的成功标志着科学工作者在火箭研制上的高度成就。用三级火箭连续将卫星送入近于圆形的轨道，可以看得出来，这一工作要求非常精确的控制和遥测系统。所以苏联发射人造卫星的成功，也标志着苏联的科学技术工作者在自动控制和计算机技术方面的高度成就。
杂技场上，观众的目光往往聚焦于在大力士肩上表演的身材小巧的小姐，而钱学森关注的是底下的大力士。钱学森以为，苏联能够把“小姐”——人造地球卫星送上太空，关键还是在于底下的“大力士”——火箭。这充分显示，苏联的火箭技术已经达到相当高的水平。
确如钱学森所分析的，苏联从1954年就开始研制P-7洲际弹道式战略导弹。1957年8月21日，P-7首次进行全程飞行试验并获得了成功。接着，苏联在P-7战略导弹所用的运载器基础上改装成卫星号运载火箭。苏联的第一颗人造地球卫星，正是用卫星号运载火箭送上太空的。
钱学森推测，苏联的第一颗人造地球卫星是用“三级火箭”送上太空。对于当时的火箭技术而言，“三级火箭”可以说是最高水平了。
后来，随着苏联的解体，终于透露出苏联发射第一颗人造地球卫星的技术内幕，当时苏联还没有掌握“三级火箭”技术，所用的卫星号运载火箭，只是一枚一级半型的火箭！
所谓“一级半”，也就是中间是一枚单级火箭，四周捆绑4个助推火箭。卫星号运载火箭全长29.167米，起飞时总重267.3吨，起飞推力达3904.4千牛顿。中间的单级火箭是液体火箭，采用液氧和煤油作推进剂。4个助推器采用的也是液体火箭，同样用液氧和煤油作为推进剂。
起飞时，中间的单级火箭与4个助推器同时点火；飞行120秒后，助推器的发动机关机，并同单级火箭分离；单级火箭继续工作180秒，当火箭达到卫星入轨速度后，单级火箭的发动机关机，卫星与火箭分离，卫星进入预定轨道。
钱学森还指出，苏联的这一成就预示着可以用火箭推动飞机高速飞行——这是他在美国的时候就已经提出的设想：“苏联发射第一颗人造地球卫星是一级星际航行的先锋。但是，它在科学技术上的先进意义并不限于此，它对地球表面本身的交通也指出了新的可能：就是用火箭来推进弹道式的飞机，因而创造出超高速的交通工具……”
钱学森也指出，人造地球卫星的成功发射，意味着电子计算机技术发挥了重要作用：
值得我们深思的是：苏联并不是第一个发展电子计算机技术的国家，第一个制成现代大型计算机的是美国。但是美国先有了这个有力的工具，却不会好好使用它；真正使用了计算机的是苏联。这是什么缘故？
我看这是因为美国的科学技术工作者，是资本主义制度下的科学技术工作者，他们充满了个人主义，争权夺利，因而做实验的看不起做理论的，做理论的也看不起做实验的，两方面的人，合作不到一起。
我们可以看到，在科学技术工作中有效地使用计算方法是等于用理论的方法去解决实际的问题。理论工作者必须和实践工作者紧密地结合起来，这是资本主义国家里的科学技术工作者所做不到的。而且理论与实际的结合绝不是一种机械的连接，而是辩证唯物的。所以只有在社会主义国家里，只有在马克思列宁主义的党的光辉领导下，科学技术工作者才能普遍地掌握理论联系实际的原则，才能把这一项宝贵的原则灵活地运用到所有的问题上去，从而取得卓越的成就。
钱学森把苏联的成功归结为社会主义优越性：“苏联的科学技术工作者，最近在人造地球卫星上，以及其他一系列重大科学领域上所以能够做出这样的丰功伟绩，归根结蒂是由于社会主义优越性，是由于有党领导科学的不可战胜的力量。”
钱学森的这番讲话，马上引起美国媒体的注意。美国的一位专栏作家，这样写道：
钱学森对苏联发射第一颗人造地球卫星，发表了洋洋万言的长篇评论，以致对美国造成无比的冲击。美国知识界人士抱怨美国政府逼走了钱学森，以致钱学森个人价值、钱学森的科学知识为中国大陆共产党所利用……
“我们也要搞人造卫星”
苏联成功发射第一颗人造地球卫星，引发一场热火朝天的太空竞赛。
不到一个月，苏联于1957年11月2日又发射了第二颗人造地球卫星“斯普特尼克二号”。“斯普特尼克二号”要比“斯普特尼克一号”大得多，因为运载了一只名叫“莱依卡”的小狗，又一次轰动了世界。莱依卡成了第一个飞上太空的动物明星。
不过，那时候苏联还没有掌握卫星的回收技术，所以莱依卡在太空中飞行了四天之后因氧气耗尽而悲惨地死去。“宇宙二号”在太空中绕地球2570圈之后，于1958年4月14日坠落，在进入大气层时销毁，莱依卡的遗体也随之“火化”。
美国奋起直追，终于在1958年2月1日发射了第一颗人造地球卫星，重量仅为8.22千克，形状为圆柱体。
这样，当时世界上的两个超级大国，开始在太空展开一场激烈的角逐。谁都明白，这场角逐并不仅仅表现各自在太空中的“绝招”，更重要的是，卫星是用火箭推上太空的，而火箭是军事力量的重要象征，因为火箭可以装载卫星，当然也就可以装载导弹；火箭可以把卫星送上太空，也就意味着可以把导弹送到地球上的任何一个角落。所以人造地球卫星的竞争，从某种意义上讲，也就是火箭技术的竞争。
当苏联第一颗人造地球卫星上天不久，钱学森就认为，人类探索太空的时代到了，中国也应当加入探索太空的队伍。钱学森与赵九章、郭永怀等一起研究相关问题。
莱依卡在座舱里
赵九章是气象学、地球物理和空间物理学家。1955年当选中国科学院学部委员（院士）。他年长钱学森四岁，早年毕业于清华大学物理系。1935年，当钱学森赴美国留学的时候，赵九章赴德国留学。1938年获德国柏林大学博士学位。他回国之后，主持中央研究院气象研究所工作，成为继竺可桢之后中国现代气象科学的学科领头人。
钱学森找赵九章商议，是因为空间科学与赵九章的气象学、地球物理、空间物理学专业有关。至于郭永怀，前已述及，是钱学森多年好友，力学家、应用数学家、空气动力学家，他们准备一起向中央建议，中国应当研制、发射人造地球卫星。钱学森还多次发表谈话，提出中国应当早日搞出自己的人造地球卫星。
毛泽东主席注意到钱学森的建议。1958年5月5日至23日，中国共产党第八届全国代表大会第二次会议在北京召开。5月17日，毛泽东主席在会议上说：“我们也要搞人造卫星。”毛泽东还说，像美国那样只有鸡蛋大的，我们不抛。
毛泽东表态“我们也要搞人造卫星”，国务院副总理聂荣臻马上责成中国科学院和国防部第五研究院加以落实。“我们也要搞人造卫星”被列为1958年第一重要的科研任务，代称为“581”。钱学森受命担任“581”组组长，副组长是赵九章、卫一清，成员有杨刚毅、武汝扬、顾德欢、华寿俊等。另设技术小组，由钱学森和赵九章主持。经常参加581组会议的有陆元九、杨嘉墀、陈芳允、吕保维、马大猷、孙湘、孙健、王正、吴几康、施履吉等。
在钱学森的主持下，1958年7月至9月，“581”组差不多每周开2到3次会，足见科学家当时对于落实毛泽东的“我们也要搞人造卫星”的指示是何等的重视。中央政治局开会研究，批准拨专款2亿元人民币用于研制人造地球卫星。
左图：郭永怀院士
右图：赵九章
1958年8月，钱学森主持起草了一份给党中央的报告，这样说明了发射人造地球卫星对于推动尖端科技发展的重大意义：
发射人造卫星，将使尖端科学技术发展加速前进，开辟新的科学技术研究工作的新领域，为导弹技术动员后备力量。同时，任何人造卫星的上天，是洲际弹道导弹成功的公开标志，是国家科学技术水平的集中表现，是科技技术研究工作向高层空间发展的必不可少的工具……。围绕人造卫星的研究，将会把一系列工作带动起来，比如，高能燃料、耐高温合金、无线电子学、电子计算机和应用数学等。
国务院召开了专门会议，研究中国卫星如何起步的问题。会后，由钱学森主持制定了人造卫星发展规划设想草案，提出了研制中国人造地球卫星分三步走的规划：
第一步，实现卫星上天；
第二步，研制回收型卫星；
第三步，发射同步通信卫星。
成功地发射人造地球卫星，这当然是第一步。
回收人造地球卫星，这涉及复杂的技术。人造地球卫星通常分为两类，即“不返回的”和“需返回的”。通信卫星、气象卫星和导航卫星在发射之后，按照既定轨道运行即可，并不需要返回，而军事侦察卫星由于当时是使用胶卷拍摄，必须返回。特别是载人飞船，必须在掌握回收技术之后才能发射，不然就和苏联的小狗莱依卡同样的命运。
要使卫星、飞船按预定时间、路线顺利返回地面，必须准确地控制卫星、飞船返回大气层的角度及制动火箭的点火时刻，这就需要地面和卫星上的程序控制做到准确无误。所以掌握回收技术是发展人造地球卫星必须迈出的第二步。
通常的人造地球卫星，是沿着一定的轨道绕着地球运行，而同步卫星的技术则要复杂得多。
所谓同步卫星是指卫星围绕地球公转方向与地球自转方向一致、速度相同，从地面上任意一点看，卫星都是静止不动的。这种对地相对静止的人造地球卫星，通常用于转播电视以及用于通信，称为同步通信卫星。研制同步通信卫星，被列为中国发展人造地球卫星的第三步。
就其中的第一步“实现卫星上天”，又细分为三步，即：
第一步发射探空火箭；
第二步发射小卫星；
第三步发射大卫星。
在钱学森的领导下，“581”组制定了具体时间表，最初的方案是在1959年国庆10周年发射第一颗人造地球卫星。后来改为在1960年发射。
为了落实“581”计划，中国科学院成立了三个设计院：
第一设计院负责卫星总体设计和火箭研制，为便于与上海市合作，于1958年11月迁上海，改名为上海机电设计院；
第二设计院负责研制控制系统，分三个研究室，即姿态控制系统仿真、遥控遥测和运动物体控制；
第三设计院负责探空仪器研制与空间环境的研究。
据中国科学院党组书记、副院长张劲夫回忆：
卫星要上天，需要做很多工作。其中很难的一件事，就是所有装在卫星上面的仪器，要在地面上建一个基地，造成高空真空环境，仪器在这个地方运转先试验好；送生物上天，也要在地面模拟设备里边试验好。所以，最重要的是要在北京北郊建立高空模拟实验设备，就是卫星上天以后仪器怎样运转，在地面真空的条件下，所有的仪器、生物等等，都要先进行实验。再加上卫星本身，搞什么仪器等。
为了培养人才，1958年在北京创办了以新兴学科为主的大学——中国科学技术大学，设立了一系列有关空间技术的课程，其中有钱学森主讲《火箭技术概论》，赵九章主讲《高空大气物理学》，陆元九主讲《陀螺及惯性导航原理》等，后来这些学生成了我国航天科技的骨干。
张劲夫回忆说：
钱学森非常重视火箭燃料的研制工作，主持召开了全国高能燃料会议，组织“四大家族”——北京、上海、大连、长春四大化学研究所，开展液体、固体高能燃料的研制。
钱学森提出，搞导弹主要看你火箭用什么燃料，火箭的燃料很重要。钱学森说一定要搞新的高能燃料。科学院要把科研重点放在开发自己的高能燃料上，这样火箭才能做得大，射得远。
每一种高能燃料研制出来后都要试烧，要试车，火箭的发动机、尾巴的喷管均要试验。我和钱学森商定，让科学院力学所承担这个任务，需要选一个实验基地，当时民航局给了我们一架专机，在北京上空转了几圈，我和钱学森坐在飞机上往下看，看了几遍就选定京郊山区的一片林地里面，成立力学所二部，由林鸿荪负责。林鸿荪是钱学森在美国大学教书时的学生，也回国到力学所工作……
因为钱学森、郭永怀他们有这方面的专长，实验基地的主要实验方向是先试验液氧，要把氧气变成液体，它需要低温。科学院在中关村建立了一座气体站，可以集中相当数量的氧气、氢气。既供应民用，也供应科研使用。
科学院物理所洪朝生负责的低温实验室专门研究低温，把温度降低，氧气就变成液体燃料了。首先用液氧，需把温度降到零下180摄氏度左右。但推力大的是液氢，可制成液氢的难度就大了。需要把温度降到零下250多摄氏度左右，氢气才能液化。而且，氢气还容易爆炸。
1958年11月，中共中央政治局研究并决定拨2亿人民币专款用于研制人造地球卫星。
这样，在毛泽东主席作出“我们也要搞人造卫星”的指示之后，研制人造地球卫星的机构、规划、人员、资金都到位了。作为“581”组组长的钱学森，决心要尽早把中国第一颗人造地球卫星送上太空。
