◎ 吕炳宏 弥向阳 科技日报记者 付毅飞
2021年4月8日，是“两弹一星”元勋、“共和国勋章”获得者、中国航天“总总师”孙家栋的92岁生日。如今孙老腿脚不便，但思路清晰，谈论中国航天事业，依然可以恰当地提出自己的观点。
资料图。图片来源：中国航天报
4月8日，也是我国首颗通信卫星“东方红二号”发射升空的日子。该卫星堪称中国航天人在3.6万公里高空树立的丰碑，使我国成为世界上第五个能够独立发射静止通信卫星的国家。
珍藏于西安卫星测控中心的“东方红二号”备份星。
两位“寿星”之间，还有一段故事。
1958年12月18日，美国成功发射世界上第一颗通信卫星“斯科尔号”，人类从此进入卫星通信时代。
作为无线电通信中继站的人造地球卫星，通信卫星就像一位不辞辛苦的“信使”，收集着来自地面的各种“信件”，然后再投递到另一个地方的用户手里。
或许有人还记得，20世纪80年代初，全国掀起了观看女排比赛的热潮，人们在电视机前热血沸腾。可有那么几次，比赛进行到关键时刻，电视信号突然中断，漆黑的屏幕上打出一行字幕：卫星租用时间已到。
当时中国还没有自己的通信卫星。国内大部分通信信号只能靠地面微波信号塔进行短距离接力传输，信号抗干扰能力差，在军事领域更是受到诸多限制。
1975年3月31日，被命名为“331”工程的中国卫星通信工程列入国家计划，“东方红二号”通信卫星正式进入工程研制阶段。1983年初，卫星研制成功。
1984年4月8日晚，“东方红二号”如期成功发射。然而，卫星上天不久便遇到“生死劫”——西安卫星测控中心遥测数据显示，装在卫星上的镉镍电池温度超过设计指标的上限值，并且还有继续上升的趋势。如果不及时控制温度，卫星危在旦夕。
卫星总设计师孙家栋立即召集技术人员，很快形成了解决思路。他们对卫星发出应急指令，将卫星所有功耗仪器设备全部打开，尽可能多地消耗电能，多次调整卫星姿态，改变太阳辐射角，以减少太阳能电池对卫星的供电，最大限度地增加镉镍电池放电量。
这些措施让卫星温度迅速得到控制。虽然卫星还不能正常工作，但赢得了解决问题的时间。
经过几个昼夜的模拟试验，技术人员发现，当太阳照射角为90度时，卫星能源系统保持平衡，可以将温度控制在设计指标范围内。孙家栋果断命令：对卫星姿态角再调整5度。
按照正常情况，“再调5度”的指令，需要根据精确的运算结果形成文件，按程序审批签字完毕才能执行。但情况紧急，各种手续都来不及了。操作指挥员感到压力巨大，临时拿出一张白纸，草草写下“孙家栋要求再调5度”的字据要孙家栋签名。
孙家栋和戚发轫在发射成功后合影。
孙家栋毅然签上名字，指令随即发出，卫星化险为夷。
其实，能成功发射、挽救“东方红二号”，离不开“幕后英雄”的支持，测控系统便是其中重要一环。
作为地球同步轨道卫星，对“东方红二号”测量与控制的难度和复杂程度，高于当时我国任何一颗卫星。卫星从起飞到同步定点，需历经停泊轨道、同步转移轨道、准同步轨道，正常飞行60多万公里，跟踪时间长达十多天，控制复杂，不但要求数据需求量大、计算准确度高、操作实时性强，而且要求控制精度更高，这对于负责卫星测控工作的西安卫星测控中心是前所未有的严峻考验。
1981年8月，国防科委任命陈芳允为测控系统总设计师。在陈芳允牵头组织下，不到一年的时间，新研制的测控设备陆续运往即将承担卫星全程测控任务的两大主力测控站——西安卫星测控中心渭南测控站和闽西测控站。
其中，最先进的测控设备是我国首次研制成功的155微波统一测控系统，它采用综合信道体制，具有测距、测角、遥测和遥控等功能，可实现单站定轨，其技术指标达到了当时的国际领先水平。这对于我国当时规模有限的航天测控网而言至关重要。
测控设备有了，西安卫星测控中心还面临计算机系统运算能力不足的问题。当时该中心配备了2台“320”计算机，由30个宽0.9米、厚0.6米、高1.8米的机柜组成，占地约180平方米，每小时耗电7千瓦，拥有不到60万字节的存储容量，每秒钟20万次左右的运算速度。计算机上没有操作系统、高级语言编译系统，如果来不及运算，很可能造成卫星失控。
馆藏于航天测控装备博物馆的320功勋计算机。
1981年2月，日本成功发射了其首颗地球同步通信卫星“菊花三号”。为了借鉴发射地球同步通信卫星的成功经验，同时引进较高性能的计算机，国防科委外事局邀请日本富士通公司专家参观西安卫星测控中心并进行技术交流。日方专家参观计算机房后表示“用这样的计算机完成地球同步通信卫星的测控任务是不可能的”。但他们不愿回答中方科技人员提出的技术问题，并借口“巴黎统筹委员会”的限制，拒绝让我方进口高性能计算机。
面对技术与设备的双重封锁科技人员意识到，要完成“东方红二号”测控任务只能靠自己。该中心测控专家郝岩带领团队人员制定测控计划，决定在总联方案上做文章、在程序上下功夫，通过软件来弥补硬件的不足。
郝岩提出了从体系结构上将2台“320”机和2台“717”机联网的功能分布式方案：用速度较高的“320”计算机承担控制计算任务，用稳定性较好的“717”计算机承担与各个测控台站的数据交换任务，实现4机串联。该方案奇迹般地满足了执行东方红二号卫星的测控需要。
后来，时任国务委员兼国防部长张爱萍为这2台“320”计算机授予了“功勋计算机”荣誉称号。
随着“东方红二号”成功定点，电视里终于有了我们自己的卫星直播信号。1984年4月17日19时，昆明、乌鲁木齐等地居民第一次看到了中央电视台正在直播的《新闻联播》。在此之前，收看同样一段节目，他们要等上整整7天。
资料图。
第二天上午10时，张爱萍通过“东方红二号”卫星，与新疆维吾尔自治区党委第一书记王恩茂实现了北京、新疆之间的第一次卫星通话。张爱萍扔下事先准备好的讲稿，大声说：“老王，哈密瓜熟了没有？”王恩茂回答：“我这就派人给你送过去！”
来源：科技日报 文中图片除注明外均由许小东、巩会峰、刘畅、孙雅诗整理
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