一、艰难起步

  • 周恩来指示说:“在我们自己的卫星没有搞出来以前,要想办法接收美国卫星传送的气象情报。而且应该搞我们自己的气象卫星,气象火箭也要搞。”
  • 李鹏特别强调说:“气象卫星我们是下决心要搞下去的,我们中国要有自己的气象卫星。”
  • 国家气象局局长邹竞蒙说:“‘风云1号’第一颗星的发射成功,标志着我国已进入世界上少数几个有能力自己研制、发射和运行气象卫星国家的行列。”

周恩来决定搞气象卫星

1972年2月24日,中华人民共和国恢复了在世界气象组织的合法席位。

那是1873年,世界一些国家联合成立了国际气象组织,在1947年中国气象代表团参加了在华盛顿召开的45国气象局长会议,参与世界气象组织的创建工作,成为世界气象公约签字国之一。

在1953年3月23日,国际气象组织更名为世界气象组织。从1960年开始,世界气象组织规定每年的3月23日为国际气象日。

中国历来是气象灾害多而又严重的国家,发展气象卫星,提高气象预报的准确性,具有重要意义。

1969年1月下旬,一次强寒潮袭击我国,出现了强烈降温、大范围冰凌和大雪,全国有不少地方交通瘫痪,通信中断。

周恩来总理得知这场寒潮造成的严重灾害时十分焦急。他先后两次紧急召集邮电部和中央气象局的同志研究这一问题,讨论应急措施。

1969年1月29日,周恩来再次接见了邮电部和中央气象局的同志。在当时,我国对这种大范围天气过程和台风的监测手段还很缺乏,特别是对于台风的移动路径和强度无法准确判断。气象局代表汇报了当时的气象情况,同时还谈到由于通信中断,缺乏气象资料的情况。周恩来认为我国应该搞我们自己的气象卫星。同时他还指示说:

在我们自己的卫星没有搞出来以前,要想办法接收美国卫星传送的气象情报。而且应该搞我们自己的气象卫星,气象火箭也要搞。

周恩来的指示给了气象工作者巨大的鼓舞,更为我国气象卫星事业和卫星气象事业的发展指明了方向。

气象卫星是对地球及其大气层进行气象观测的遥感卫星,被誉为监视风云变幻的“千里眼”,按轨道不同,分为太阳同步轨道气象卫星和地球静止轨道气象卫星,前者又称极轨气象卫星,可获得全球气象信息,后者则可对目标区域进行连续气象观测。

在周恩来的指示下,我国的气象卫星和卫星气象事业开始逐步发展起来。

1969年上半年,我国科技人员对原有的旧设备加以改造,手工绕制螺旋天线,把旧的马可尼雷达改造为扫描系统,利用照相机把雷达荧光屏上的云图拍成云图照片,在不到半年时间内,就研制出我国第一台气象卫星云图接收设备,并立即在中央气象台使用。从此,我国开始了气象卫星云图的接收应用工作。

1969年底,在周恩来关心下,我国又提出了研制“风云1号”太阳同步轨道气象卫星的任务。

1970年初,由中央气象台和中科院大气所的一些同志成立了卫星云图分析应用联合研究组,当时的中央气象局对在全国军内外推广这一新技术很重视。

1970年1月17日,周恩来召集阎仲川副总参谋长以及国防科委罗舜初副主任等开会研究气象卫星的研制和相关任务。

2月16日,周恩来又亲自签发了中共中央、国务院、中央军委给上海市关于研制气象卫星的电报,下达了研制气象卫星的任务。5月4日,在中央气象局成立了我国第一个卫星气象筹备工作组,因当时人少,工作组办公室设在原情报所办公楼三层311房间,故对外代号取名为“311组”。

不久,“311组”通过调研提出了《关于气象卫星研制方案和地面接收站建设问题的报告》。1970年12月24日,周恩来在这份报告上亲笔批示:

这两种卫星规划是否已经落实,承制单位和协作地区是否已经可靠,排列时间是否恰当,均请你们再谈一次,以便正式列入“四五”计划。

然而由于各种原因,周恩来的批示并没有得到落实,气象卫星研制任务后来也没有能够列入“四五”、“五五”计划。

1970年底,经中央军委批准,总参谋部下达了“关于开展国外气象卫星云图照片接收工作的通知”。同时,中央气象局还采取了组织有关工厂生产设备,举办短期培训班等措施。

1971年7月1日,经中央军委批准,中央气象局正式组建“卫星气象中心站”,即后来的国家卫星气象中心,代号为“701”办公室。我国第一颗气象卫星在周恩来的关心和指导下开始筹划和发展。

1972年7月30日,周恩来询问说:“收听国际气象预报和预测,不知地面卫星站能否通过空中卫星收听更多情报,请打听一下,如行,立即办。”

周恩来以其深邃的战略眼光洞察到加强气象业务现代化建设的重要性。1972年,中央气象局提出上海以北的沿海地区没有测台风的雷达,台风到黄海后,测不到其位置,要求在这一带安装测台风雷达时,周恩来给予了大力支持。后来,北方沿海地区增加的测台风雷达站,就是在他的关怀下建立起来的。

在一次国际气象组织会议上,李先念明确表示,中国要在1979年发射气象卫星。这个承诺使第三世界国家欢欣鼓舞。然而由于当时的原因,这个工程一拖再拖,未能如期实现。

正式开始研制气象卫星

1977年,国家对国民经济计划曾有过几次大的调整,包括减少基本建设投资,甚至减少军费等。在这种情况下,邓小平仍然批准了包括“风云1号”在内的一批重大项目的发展。

11月,国防科工委在上海召开我国第一颗极轨气象卫星大总体协调会,形成了第一颗极轨气象卫星的总体初步方案。并将其正式命名为“风云1号”,代号为“FY-1”。

作为我国首颗气象卫星,它的名字就牵动着中国气象人的心。

最初的方案是拟将极轨气象卫星称为“风云”,静止气象卫星称为“风雷”。

后来考虑到都属于气象卫星范畴,就统一采用“风云”,以单数指极轨卫星,双数指静止卫星。

至此,“风云1号”作为我国首颗气象卫星、第一代极轨气象卫星,正式走入人们视野。

同时在方案中还规定“风云1号”气象卫星系统工程代号为711。

由此在中国的大地上拉开了全面开展“风云1号”气象卫星工程711工程系统建设的序幕。

“风云1号”是一颗极轨试验型气象卫星。由于这种卫星轨道的倾角接近90度,卫星近乎通过极地,所以称它为“近极地太阳同步轨道卫星”,简称极轨卫星。其高度一般在700到1500公里,高度低,所以观测效果好。与太阳保持同步,所以每次观测可以得到近乎相同的光照条件,有利于所观测资料的对比分析。

20世纪70年代末,风华正茂的高火山以优异的成绩考入被誉为“工程师摇篮”的哈尔滨工业大学,进入无线电信息工程专业深造。在知识的海洋中他勤奋地畅游,修完了大学本科的全部课程。

此后,高火山来到了他梦寐以求的卫星总体单位上海航天技术研究院509所,参加了“风云1号”01批气象卫星研制,成为当时这家单位向卫星研制领域最高水平冲刺中最年轻的知识分子之一。

1982年初,高火山参加了“风云1号”卫星测控系统的总体设计与试验,以全部精力投入了科技攻关的第一线。

高火山凭借坚实的知识基础和长期的实际工作经验,对已有的卫星测控系统进行了优化设计,出色地完成了这个项目,获得了航天工业部科技进步三等奖。

卫星研制,是一项技术十分复杂而又耗资巨大的系统工程,工作中稍有不慎,就可能给国家造成重大损失,使无数人的辛勤和智慧付诸东流。

高火山作为一名行政指挥员,深深知道自己肩负的责任。

他时时刻刻把周总理“严肃认真,周到细致,稳妥可靠,万无一失”的教诲铭记在心,从产品设计、生产到验证试验,每一步、每一次,他都一丝不苟,严格把关。

一次,某单位研制的卫星太阳帆板驱动装置出现问题后,高火山寝食不安。

他不顾身体不适,和总设计师孟执中一起带领有关技术人员奔赴兰州、南京、北京等地的协作单位。

一到目的地,他们顾不上安顿就直奔协作单位找分管领导和科技人员,共同分析产生问题的原因,一起想办法解决问题。

之后还帮助协作单位从技术、工艺、管理、质量、人员等方面找出薄弱环节,制定整改措施。直到找准问题,完善措施,消除现象,高火山他们才休息。

高火山严格抓质量,对出现问题一抓到底、不留任何隐患的工作作风,使协作单位干部职工深为感动。

高火山接任“风云1号”卫星总指挥后,不仅继承发扬了前辈良好的工作作风,而且十分注重元器件质量管理,以此作为突破口,全面提升卫星型号质量管理水平,使卫星元器件等产品质量在原有基础上大为提高。

高火山和科技人员一起,在“风云1号”卫星研制过程中始终以长寿命、高可靠为目标,设计中充分分析影响卫星可靠性的各种因素,找出薄弱环节,采取各种可靠性设计手段,有效地提高星上各系统和单机的可靠性。其中,重点是提高接口的可靠性,消除关键部位的单点失效故障。

为此,科技人员对元器件质量、防环境污染、抗空间粒子辐照效应、电磁兼容性等采取了一系列技术措施,并进行充分的地面验证和可靠性增长试验,从而提高了卫星的寿命和可靠性。

“风云1号”卫星首次实行的卫星出厂前一个月进行整星通电老炼试验,对提高卫星质量、不带问题出厂起到了重要作用。

成功发射风云一号卫星

1988年9月7日凌晨,晋西北高原秋高气爽,月朗星稀,连绵起伏的山沟也安静下来。中国新研制的“长征4号”运载火箭巍然屹立在巨大的发射架旁,整装待发。

5时30分19秒,随着“点火”命令的发出,“长征4号”运载火箭托举着中国第一颗气象探测卫星“风云1号”,带着灼人的烈焰,震耳的轰鸣,带着民族的自豪感,带着中心全体人员的心血汗水和无限希望,腾空而起,在蔚蓝的天空中划出一道美丽的曲线,飞向浩瀚太空。

随后,卫星顺利进入900公里高度的近圆形太阳同步轨道。

18分钟后,广州卫星地面接收站收到卫星发回的信号,表明星上仪器工作正常。

西安卫星测控中心和国家气象局按照计划对卫星开始进行在轨测试。

“风云1号”发射当天早晨6时9分,乌鲁木齐气象卫星地面站接收到“风云1号”传回的第一轨资料,经处理后生成第一张卫星云图照片。

卫星入轨准确,观测图像清晰,标志着我国气象事业进入了从空间探测大气的历史阶段。

这时太阳刚刚出来,卫星云图上为此还有斜角。看到清晰的云图,中国气象人的眼泪忍不住夺眶而出。

卫星发射成功后,国务院、中央军委向全体参试人员发来了鼓舞人心的贺电。

发射当日正在北京召开的国际气象组织会议的会场沸腾了,与会代表纷纷同中国代表拥抱,向中国致敬!

“风云1号”气象卫星是炎黄子孙在5000年的历史长河中,第一次对地球及其大气层进行的气象探测,它承载着国人多少期待与梦想,展示着中心要敲开宇宙的天窗、探索天际奥秘的雄心与志向。

这颗命名为“风云1号”的气象卫星,是我国自行研制和发射的第一颗极地轨道气象卫星。

星上装有两台甚高分辨率扫描辐射仪,共有5个探测通道,可探测白天和夜间的云图、地表图象、海洋水色图象、水体边界、海洋面温度、冰雪覆盖及植被生长。

卫星主要任务是获取全球的气象信息,并向全世界气象卫星地面站发送气象资料。

此外,这颗卫星还具有探测空中粒子成分的功能,为空间物理研究提供资料。

“风云1号”卫星正式投入试用后,对于提高我国天气预报水平,特别是灾害性天气的监测和预报能力,更好地为国民经济建设服务有重要意义。

国务委员宋健、中央军委副秘书长刘华清等领导同志分别在国防科工委北京指挥所和太原卫星发射中心观看了卫星发射实况。

第二天,中央气象台开始使用“风云1号”发回的云图资料,进行天气预报和海浪预报。中国没有气象卫星的历史一去不复返了!

中央电视台、《人民日报》等全国各大新闻媒体作了详细报道。

《解放军报》在头版头条位置进行了报道。报道这样写道:

我国第一颗气象卫星发射成功——开发外层空间造福人类,航天技术又有新突破,新火箭新卫星基地同时启用,标志着我国空间技术走向实用阶段。

1988年10月,“风云1号”卫星技术总结会举行,国家气象局局长邹竞蒙发表了热情诚恳的讲话。他说:

“风云1号”第一颗星的发射成功,标志着我国已进入世界上少数几个有能力自己研制、发射和运行气象卫星国家的行列。应该说,无论从中国的空间技术发展也好,还是从气象科学技术的发展也好,“风云1号”气象卫星的首次发射成功都是具有划时代意义的。

“风云1号”第一颗卫星在国内首次采用了不少先进的关键技术,而且得到了考验,与美国20世纪60年代的气象卫星相比,我们的起点要高得多。“风云1号”的可见光云图质量很高,博得国内外良好的评价。

“风云1号”卫星的成功发射,在我卫星工程历史中,实现了诸多第一。

“风云1号”气象卫星工程,包括卫星、运载火箭、发射场、测控通信和地面应用五个系统。

其中,“风云1号”卫星是我国第一颗具有可见光和红外波段的光学遥感卫星,“长征4号甲”运载火箭是第一次发射太阳同步轨道卫星,发射“风云1号”是太原卫星发射中心首次执行的卫星发射任务,“风云1号”地面应用系统是我国卫星使用部门中最早建成的大型资料接收处理系统。

期待卫星睁开千里眼

1988年9月7日傍晚,太原卫星发射试验基地进行会餐,全体参射人员共同庆贺中国的第一颗气象卫星发射成功。

然而,星载红外扫描辐射计的研制者,上海技术物理所的同志们却没有像其他参射人员那样载歌载舞,尽情挥洒成功后的喜悦。

上海技术物理所的专家们虽然也为中国的第一颗气象卫星的成功发射欣喜不已,但他们心中这时最牵挂的还是他们研制的气象卫星的眼睛扫描辐射计。

火箭把卫星送上轨道,卫星按指令把姿势下俯,将甚高分辨率扫描辐射计对准地球。

但是,这双“千里眼”能不能看得见?能不能按要求把地球上的气象资料清晰地告诉地面?一切还是未知数呢!

在20世纪70年代初,中国的空间技术刚刚起步。第一颗“风云1号”从立项预研到上天长达17年,其间经历过多次推倒重来的艰难过程。作为遥感系统设计师,上海上海技术物理所所有人始终抱着一个信念:

人生能有几回搏,要么不造,要造就让卫星“目光如炬”!

1974年秋,国家有关部门正式确定研制我国第一颗气象卫星,并决定将它的核心仪器可见红外扫描辐射计交由中科院上海技术物理所承担。

从研制分辨率48转每分扫描辐射计开始,到相当美国1978年刚投入运行的“泰罗斯-N”卫星上用的高分辨率120转每分扫描辐射计,上海技术物理所仅仅用了4年时间。

1981年,卫星发射计划推迟,但上海技术物理所并没有止步。

上级果断决定,利用这段宝贵时间争取再上一个台阶,研制正在运行的美国第三代业务气象卫星,这不仅要增加扫描辐射计的探测通道,而且要解决卫星图像信息实时处理和畸变校正等一系列技术难题。

经过两年奋战,一个个难关终于又被攻克。从48转、120转到360转,扫描辐射计3个不同转速好比迈上了3个台阶,所绘制的图像一个比一个更清晰。

世界上第一个发射气象卫星的美国登上这3个台阶,是依靠在太空中不断的发射试验完成的,而中国却是在地面上完成的。上海技术物理所的辛勤工作,为国家节省了相当可观的资金。

1984年底,上海技术物理所再接再厉,在不改变卫星结构、不增加功率消耗的基础上,将原来研制的三通道360转每分甚高分辨率扫描辐射计修改为五通道,新增加的这两个观察通道,专门用来观测海洋,可供海洋部门使用。一星多用又使国家节省一大批资金。

从探测波段到遥感,从信息存储到辐射制冷,“千里眼”每个部件的轮廓就在17年如一日的图纸修改、样机实验中渐渐清晰起来。

上海技术物理所的研究员们经常戏谑自己不像研究员,“最多算是个工程师”,因为无数个白天与黑夜,大家都是满手油污泡在车间,与工人一起为某个特殊零件的加工绞尽脑汁,为整个系统调校通宵达旦。

1988年9月20日,凌晨2时56分,上海技术物理所终于迎来了翘首以盼的时刻,“千里眼”最后一个红外观测通道终于打开了。

广州地面站收到了陆地目标、水陆分界和海洋温度场历历在目的彩色卫星云图,消息传到上海技术物理所,全所同志笑着紧紧拥抱在一起。

17年了,这一刻是上海技术物理所每一个人都永远铭记的瞬间。