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中国科学院院士任新民:中国航天的传奇奋斗史


http://www.sciencehuman.com   科学人  网站 2010-12-19

 

  编者按:纵观三国战乱史,看到的是战雨,听到的是腥风,但却是英雄和枭雄辈出的时代,甚至可以说是一部英雄相抗的历史。凡是熟知唯物主义理论的人都知道,历史的发展是客观的,不是某个英雄推动的。英雄不可以推动历史,却可以改写历史,可以让历史更加的辉煌。

  新中国的成立就是一部饱含血与泪的英雄斗争史,其繁荣与发展更是一部英雄奋斗史。

  坐在偌大的会议室里,思绪早就飘到了新中国成立之初,那是怎样一个年代呀,上至高官达人下至平头百姓,不论贵贱,不论力量多寡,蝼蚁尚且放手一搏,每个人都在为祖国的繁荣而奋斗着。

  中国虽然有着五千多年的灿烂文化,但是现代科技却落后他国,航天事业尤其起步晚,几乎可以说是一个新兴的领域。在当时的中国,懂导弹理论的人寥寥无几,更别说独立设计导弹、卫星了,为了不让新中国落后于人,中国儿女开始走上了一条“科技兴国”之路。当笔者的思绪还停留在那个总是让人热血沸腾的年代时,会议室的门被推开了,一位穿着运动鞋,头发发白的老者被搀扶着进来了。哎~我内心感叹,为了我们的杂志,真是有劳了他老人家!愧疚之余,笔者的心也不争气地乱跳个不停,这就是已经95岁的任老?“姑娘,呵呵,快坐下”,任老笑容满面,慈祥地先打了招呼。被人们称为“总总师”的任老,是这样的和蔼可亲、平易近人。谈话就在这样的气氛中,自然和愉快地进行。

  早在90大寿的时候,老人就已经宣布不再接受任何媒体的采访,想要闭门静心休养。但是这一次,任老却为我们破例了,看着任老就像邻家爷爷一样微笑着坐在旁边,我们又是感动又是感激不已:任老这么大年纪了,还要打扰他老人家。任老似乎看出了我们的心思,笑着安慰我们:“不要紧,我是人老心不老,你们如果觉得不好意思,就好好地写写中国的航天奋斗史,激励中国的年轻一代。”

  “以铜为鉴,可以正衣冠;以人为鉴,可以明得失;以史为鉴,可以知兴替”我们创办这个栏目的初衷,就是想要通过我们的笔触来记录那些美好的历史,让历史不被后人遗忘,既可以从历史中得到社会进步的启迪也可以让我们学习前辈的优良传统。

  少年立志 用知识改变命运

  本刊记者:听您太太讲您算是任家第一代真正的知识分子,而且任家自您祖父就一直秉承“用知识改变命运”的家庭传统?

  任老:我祖父是一位朴实的农民,用辛勤劳动发家致富,祖父一生的奋斗史让我明白“只有知识才能改变命运”,因此,我祖父在老年得子后,就一直给儿子灌输这种思想。我父亲也是相当争气,成为当地非常少见的高中生。在我到了上学的年龄,父亲也把祖父的话告诉了我,让我好好读书。

  本刊记者:据我所知,您的求学过程并非一帆风顺,您曾中断过学业,作了一名乡村教师,您能给我们回忆一下那个时候吗?

  任老:那段历史真的令人难以忘怀,那也是我命运的一个转折点。在我年少的时候曾经痴迷于革命,14岁就加入了中国共青团,但是一系列的流血事件让我离开城市回到了乡下。那段时间我迷茫、失落,不知道自己还能做什么。但是乡下娃娃的求知欲望让我清醒过来了,我感受到了知识的力量,我开始利用课余时间温习功课,寻找再次学习的机会。经过努力,我考上了高中、大学,一直到留学美国。

  知识改变了任老的命运,也改变了新中国的命运,正是因为任老掌握了足够的知识,后期又坚持在工作中不断地学习,终于成长为中国两弹一星元勋之一、“中国航天四老”之一。

  老当益壮 古稀之年仍执帅印

  本刊记者:1999年,您已经83岁高龄了,可您依然奋斗在航天事业的前线,担任“风云一号”气象卫星D星的总设计师,您不想退休好好休息吗?

  任老:俗话说的好“人老心不老”。我虽然岁数大了,但我还想继续做点事情。我几乎是看着中国航天事业成长起来的,对它有非常深的感情,想要付出自己的全部力量。虽然,家人都劝我退休,但是年纪大了,反而更迫切地想要为祖国奋斗,因为我想趁着自己还可以做点事的时候,把工作经验传给下一代。

  从20世纪50年代到21世纪,从成功研制中国首颗导弹到把中国第一颗地球卫星——东方红1号送上太空最后到83岁高龄担任“风云一号”卫星D星的工程总设计师,任老为中国的航天事业奋斗了半个世纪,用行动诠释了“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”。

  说到任老就不得不说中国的 “311工程”。

  呕心沥血 “331工程”背后的“总总师”

  本刊记者:在跟您的同事聊天的过程中,他们都喊您“总总师”,这个称呼是怎么来的?

  任老: “总总师”这个称呼源于“331工程”,回想起那段时期,虽然每天大部分的时间都是在工作,但依然精力充沛,那时候的想法非常的朴实,就是单纯的希望能够为国家的航天事业做贡献,不辜负国家的培育之恩。航天工程是一项复杂的系统工程,地球同步通信卫星有五大系统,它们是通信卫星、运载火箭、发射场、测控通信和应用通信,每一个系统都有总设计师或总指挥,而我当时是那些总指挥的“统帅”,因此人们称我为“总总师”。

  本刊记者:来采访您之前,我查阅了一些资料,了解到“331工程”是指我国卫星通信工程。而且该工程的成功实施,是中国航天技术从试验走向应用的重要标志,大大推进了我国应用卫星和卫星应用的进程。任老,我国通信工程大约是何时起步的?

  任老:我毕生大部分的心血都花在了中国卫星通信事业上了,中国卫星通信事业起步比较晚,但是起点比较高,发展还是挺快的,并没有落后西方国家很多。中国卫星通信事业起步的时候主要有两大背景:其一,当时西方发达国家已经在卫星通信工程方面取得了不错的成绩,而且从国际发展大势上可以看出,通信工程是国家之间竞争的一个重要方向;其二,中国的东方红一号已经发射成功,在卫星发射以及火箭制造上打下了良好的基础,基于以上两点,国家把卫星通信工程作为中国航天事业的重要任务来抓。1965年周总理已经高瞻远瞩,批准建立我国卫星通信系统的立项。随后,各有关部门相继开展了关于卫星通信工程的一些单项课题的探索研究,但是由于“文化大革命”,这项工程有所耽误,直至1970年,中央军委决定将这项任务转为工程研制阶段。一直到1974年3月31日,中央批复了国防科委联名向中央提交的《关于发展卫星通信问题的报告》,并提出了“331工程”,自此,中国的卫星通信工程全面拉开序幕。

  本刊记者:“331工程”不仅工程庞大,包含了通信卫星、运载火箭、发射场、测控通信和应用通信五大系统,而且在“文化大革命”的社会背景下,只要稍微出点什么问题,就可能被一些人利用,您作为“总总师”,当时的压力是不可想象的吧?

  任老:确实,心理压力在一些时候会大于技术方面的压力,但好在国家提出了“科技兴国”的口号,重点发展中国的科技事业。为了让中国航天事业持续稳定地发展下去,周总理特别保护科研人员,我就是周总理特保下来的。“311工程”面临的另一个棘手的问题就是技术问题了,尤其是发动机问题。

  “311工程”耗费了任老大半生的心血,用异于常人的意志力克服了一个又一个的技术难关,东方红2号通信试验卫星的成功发射,是“311工程”卓有成效实施的结果。作为“311工程”的“总总师”,任老不仅要解决技术问题,而且也要用真心去让团队和谐相处。“光环是属于大家的,失败的原因是‘总总师’没有做好工作”,任老告诉记者,为了作好“总总师”,他不是一次两次地“三过家门而不入”,而几乎每天都是和同事们呆在一起,由此工厂里面的工人都喊他“倔老头”。

  “331工程”中长征3号的研制,遇到的一个最重要的问题就是氢氧发动机。

  立下军令状 采用氢氧发动机

  本刊记者:众所周知,1984年4月8日19时20分02秒,是中国航天事业上的一个尤其辉煌的时刻,因为那一刻,长征3号运载着东方红2号试验通信卫星腾空而起,东方红2号的成功发射,标志着中国已经掌握了发射地球同步轨道卫星的能力,也是中国卫星通信工程的一个分水岭。可以说东方红2号实验通信卫星成果发射背后主要的英雄是氢氧发动机。听说当时长征三号第三级是否采用氢氧发动机还产生过分歧?

  任老:是的,氢氧发动机在当时是一项新技术,只有一两个国家采用过,风险性比较大。长征三号运载火箭第三级是采用常规发动机还是氢氧发动机曾经讨论过很长一段时间,但是我认为干事情总是有困难、有风险的,只要正视困难,知难而进,勇于攀登,就没有过不去的难关,氢氧发动机这一大技术难关是可以通过不断地技术改进而突破的。后来由于多次成功的试验,最终还是采用了氢氧发动机。

  本刊记者:您当时坚持采用氢氧发动机这项具有风险性但是成功性也更大的技术时,压力之大不是常人难以想象的,但是采用常规发动机和氢氧发动机的分歧在哪里?

  任老:分歧归结起来有两点原因:一是由于氢氧发动机中的液氢、液氧温度很低,液氢是—253℃,一般的容器都不能使用,液氧是—183℃,也是低温材料。101站的人虽然曾经使用过液氧,有一定的认识和经验,但液氢就一点经验也没有了。当时,大家对液氢都比较害怕。液氢极容易起火、爆炸。气瓶一打开,稍不注意,喷出来的就是苗。氢也是最轻的一种燃料,它一遇到空气就着火。在做液氢试验时,穿衣服要求都很严格,衣服必须是防止静电的,只能穿棉布衣服,不能带有任何化纤、毛皮成分。任何静电都可能引起着火、爆炸。如果空气中含有4%以上的氢,就要起火了。这种低温推进剂,给生产、贮存、运输及使用带来一系列复杂的技术问题。液氢还有一个特殊的及其危险的性质:它不导电。推进剂在管路中流动时会因摩擦产生静电,液氢不导电所以无法像其它推进剂一样将电荷传给管路,而只能越积越多,放电时产生火花会引发爆炸,这就是为什么在目前的战争中不用氢氧发动机的原因。二是因为在当年,运载火箭的发射一般都是用常规推进剂,这种三级常规推进剂的运载火箭不仅创造了首枚成功的佳绩,并连续成功地将两颗“风云一号”试验气象卫星D星准确地送入极地轨道。而这种常规推进剂的主要成分是偏二甲肼和四氧化二氮,用起来要可靠很多,到现在,导弹用的仍然是这一技术。但是氢氧发动机的能量高,比冲高,即单位流量的推进剂产生的推力大,这个优点是压倒一切的。

  我之所以坚持采用氢氧发动机,甚至还冒死立下了军令状,主要还是我认真对比了二者的每一项性能,科学需要创新,但是绝对不可以盲目地冒险,因为搞科研是高成本的活动。

  本刊记者:听说长征3号并不是一次性发射成功的,在此之前曾经因为氢氧发动机的问题而没有把东方红2号推入预定轨道,当时是碰到了什么问题呢?

  任老:经过大量的试验工作,我们认为已经攻克了氢氧发动机各方面的问题,就计划在1984年1月29日晚8时24分发射火箭,可是长征3号在二次点火后的3秒钟燃烧室压力开始下降,并迅速下降为零,意味着发射失败。全国人民一直都在关注东方红2号的发射,但却失败了,不少的同事开始质疑氢氧发动机难题并没有攻克,采用氢氧发动机是一个错误的决定。我当时也非常的失望,但更多的是不甘心,我坚决认为氢氧发动机这个技术难题可以攻克,而且对中国航天事业有非常大的促进作用。

  本刊记者:最后是怎样解决氢氧发动机出现的问题呢?

  任老:通过多方面听取同事的意见,我苦思冥想,觉得应该增加液氢流量,这个想法也得到了大家的认同,并且专门起名为增加液氢旁路系统。

  长征3号成功采用氢氧发动机是中国航天史上一个非常重要的里程碑,氢氧发动机技术难题的成功克服为中国航天事业的发展起到了非常重要的作用。

  相关链接:

  一、 任新民生平活动年表

  “两弹一星”功勋——任新民院士

  1915年12月5日生于安徽省宁国县(现为宁国市)

  1929年加入中国共产主义青年团

  1945~1949年赴美求学,获密歇根大学机械工程硕士和工程力学博士学位

  1949年8月毅然回国,投身祖国国防建设

  1952~1956年在哈尔滨军事工程学院任教务处副处长、教授、炮兵工程系教育副主任兼火箭武器教研室主任

  1955年被授予技术上校军衔

  1956~1965年在国防部五院任总体室主任、液体火箭发动机设计部主任、一分院副院长兼液体火箭发动机设计部主任。

  1965~1982年在七机部一院任副院长兼液体火箭发动机研究所所长,后任七机部、航天部副部长

  1980年当选为中国科学院学部委员(后改称院士)

  1985年当选国际宇航科学院院士。中国宇航学会第一、第二届理事会理事长

  1985年获两项国家科技进步特等奖(长征三号运载火箭和液体地地战略武器及运载火箭)

  1988年被聘为国际宇航科学院理事会理事

  1994年荣获求是科技基金会“杰出科学家奖”

  1995年被评为全国先进工作者

  1999年荣获“两弹一星”功勋奖章

  2001年荣立国防科工委一等功。

  2004年被国家人事部、总装备部、国防科工委授予“中国载人航天工程突出贡献者”功勋奖章

  历任第三、四、五、六、七届全国人大代表,第五、六、七届全国人大常委会委员,中共第十一、十二次全国代表大会代表。现任中国航天科技集团公司和中国航天科工集团公司高级技术顾问,中国人民解放军总装备部科技委顾问。

  二、代号“1059”的由来

  新中国成立不久,我国党和政府就开始考虑发展自己的导弹技术。1956年2月17日,导弹专家钱学森向国务院报送了一份《建立我国国防航空工业的意见书》,从组织领导、科学研究、设计和生产等多方面,对发展我国的导弹技术提出了宝贵建议。《意见书》题目中的“国防航空工业”,指的就是导弹武器,之所以用这个提法,完全是出于保密的考虑。

  1956年8月,李富春副总理就写信给苏联部长会议主席,希望苏联政府“在建立和发展导弹制造事业方面给中国以全面援助”,并于1957年9月7日,派出中国政府代表团前往苏联,就寻求导弹援助等问题同苏方谈判。

  1957年10月15日,中苏双方在莫斯科签订了一个协定。协定规定,苏联将于1957年至1961年底,向中国提供几种导弹样品和有关技术资料,并派遣技术专家帮助中国进行导弹仿制。根据这个协定,1957年12月,苏军一个缩编的导弹营,连同两枚P-2近程导弹和一套地面设备秘密抵达北京。从此,我国开始仿制苏联的P-2近程导弹。

  1958年8月,苏联导弹专家陆续来华,具体指导仿制工作。9月,国防部五院正式将P-2导弹在我国的仿制型号命名为“1059”,意思是1959年10月完成仿制,并进行首次飞行试验。

  特别鸣谢:徐副主任,姜秘书等友人的大力支持!

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