3D打印“身影”現身東方紅一號衛星誕生地

　1970年4月24日，我國第一顆人造地球衛星“東方紅一號”發射成功，中國人從此開始了探索太空的征程。今年3月，經黨中央、國務院批準，自2016年起，將每年4月24日設立為“中國航天日”。

　　在我國首個航天日來臨之際，記者走進“東方紅一號”衛星的誕生地航天科技集團公司第五研究院。“中國航天在一窮二白的基礎上，一步一個腳印，逐步發展壯大，建立健全了涵蓋設計、研製、試驗等在內的完備宇航產業鏈，更打造出一批比肩國際先進的‘拳頭產品’，可以說曆盡艱辛見輝煌”，五院院長張洪太這樣感慨。

　　從筆尺製圖到全三維數字化設計

　　1958年，中國科學院派出了由趙九章、楊嘉墀、錢驥等科學家組成的“高空大氣物理代表團”到蘇聯“老大哥”那裏去考察衛星工作。但是，專家們在“老大哥”的家裏住了70天，連衛星的影子也沒看到。“靠天、靠地靠不住，發展人造衛星，必須依靠自己的力量”，這是中國代表團發自內心的聲音。

　　1968年2月20日，經中央批準，中國人民解放軍第五研究院（現稱五院）正式成立，首當其衝的是建立衛星總體設計部。麵對國外的嚴密封鎖，研製人員不要說完整的資料，就是衛星樣品也沒看到過，基本的研製條件更不具備，手搖計算機成為了設計人員眼中的寶貝，在紙上畫圖紙、爬格子成為了設計師的必修課。

　　現如今，走進航天城的數字化協同設計中心，泛黃的圖紙、笨重的三角尺不見了蹤影，映入眼簾的是一排排高性能的計算機。有如《鋼鐵俠》中戰甲的打造流程，航天器每個零部件都以三維的方式展示在虛擬顯示屏上，設計師、工藝師、產品保證師、試驗檢驗人員等各崗位人員集智攻關，一起完善著設計方案。隨後，數字化的設計方案會傳遞到廠房、車間，通過數控機床、3D打印等方式完美展現。在研製的全過程，產品檢驗、試驗的各類數據都會完整地記錄在信息係統中，方便核查。

　　“我們的不少型號研製都實現了無紙化、自動化，可以說衛星和飛船的每個數據都奔跑在數字化的‘高速路’上”，五院設計師自豪地說。

　　從筆尺製圖、算盤運算到全三維數字化設計、虛擬試驗、產品全生命周期數字化質保，我國宇航產業的總體能力實現了躍升。五院當前已經建立起總體部、、通信衛星事業部、載人航天總體部、航天東方紅衛星公司、深圳東方紅海特公司五大總體單位，宇航業務涵蓋載人航天、導航定位、深空探測、通信廣播、對地觀測、空間科學與技術試驗六大領域。

　　從土法上馬到自動化生產

　　在“東一”研製過程中，沒有條件創造條件也要攻克難關的故事很多很多。在給“東一”的鋁合金外殼蒙皮表麵進行光亮陽極氧化處理時，正值寒冬，由於五院529廠廠房內不具備生產條件，大家便在冰天雪地裏搭起一個木棚，在裏麵挖了兩個大坑，上麵支起三個大鉛槽，槽中放入硝酸溶液，下麵用木柴燒。為了防止風沙弄髒電解液，他們就在木棚上蓋上幾片石棉瓦。沒有防毒口罩，他們就用濕毛巾捂住鼻子做試驗，實在憋不住了，就跑到棚子外麵吸幾口新鮮空氣，又跑回棚裏繼續幹。經過兩個多月的苦戰，終於攻克了難關，使蒙皮表麵的輻射率和吸收率達到了規定的技術要求。

　　46年過去了，航天產品的生產條件和研製能力都發生了巨大變化。如今，當你走進航天城廠區的特種工藝廠房，你會發現廠房高大寬敞，光線明亮，生產線上產品流轉不休，溶液槽上水汽蒸騰，在陽光的映射下似乎有種詩意的美感。盡管生產過程中需要使用多種化學溶液，但是卻聞不到什麽刺鼻的味道；工人們服裝整潔，肩扛手提的活兒越來越少，反而更多的是在自動化設備的電腦前編寫著程序生了巨大變化。

　　從中國首創到世界一流

　　“衛星上了天，能不能抗得住複雜的外太空環境？誰敢給出答案？如果因為空間環境導致衛星在軌失效，致使整個項目功虧一簣，誰敢擔這個責任？！”這是當年參與研製“東一”的趙九章和錢驥麵臨的難題，他們慎重考慮，做出了“自主研製衛星空間環境模擬設備”這個在當時看來根本無法完成的決定。

　　沒有資料可查，研製人員就去工廠調研；沒有專業基礎，他們就參考圖書館裏英文、俄文和日文書籍，從真空、低溫、太陽輻照等一些基本原理學起；國家沒有好的工業基礎，他們就自己想辦法，自己負責工藝和審查圖紙，自己設計，自己跑加工。

　　1964年，全部材料立足國內，中國第一套空間環境模擬試驗設備KM1和KM2研製成功，直徑2米，為臥式結構，填補了我國航天空間環境工程領域的技術空白。

　　如今，坐落在天津濱海新區的國際一流的大型總裝集成與測試中心（簡稱AIT中心）裏麵“寶貝”可不少：五院自主研製的亞洲最大、世界第三的KM8 空間環境模擬器；世界上推力最大的電動振動台係統140噸振動台；容積排名世界第二的4000立方米高聲強混響室；大型航天器密封性測試係統，其收集室為目前國內外尺寸最大、構型最複雜、難度最高的收集室。這都是國際一流環境模擬試驗設備。它們即將承擔起我國載人空間站等大型航天器總裝、集成、測試等工作的重任。

　　從一枝獨秀到精品紛紛湧現

　　1967年，“東一”方案確定了“上得去、抓得住、聽得到、看得見”的技術要求。為了讓全世界人民都聽到新中國第一顆衛星的聲音，五院科研人員經過反複研究，從火車站的鍾聲中受到啟發。又跑遍了北京樂器研究所、上海國光口琴廠等單位，進行廣泛的調研，最後決定用電子線路模擬鋁板琴演奏清晰悅耳的《東方紅》樂曲。從“音鍵”的選擇、調配，到所有元器件、材料和測試儀器，科研人員反複進行探索試驗，經過上百次試驗，終於取得了令人滿意的效果，保證了中央提出“聽得見”的要求。

　　對於“看得見”，專家們想出了“借箭顯星”的妙招，即在和衛星一起進入太空的長征一號運載火箭的第三級上設置“觀測裙”，這項艱巨任務交給了五院508所。僅用了一年時間，該所就為“東一”趕製了一件漂亮的“裙擺”——上天後形成直徑為4 米的球麵反光體，達到2-3等星的亮度，肉眼直接可見。1970 年4 月24 日，“東一”發射成功，4 月25 日晚8 點29 分，衛星飛經北京上空，首都人民爭相觀看。

　　樂音盒、觀測裙隻是東方紅一號衛星上麵具有代表性的兩個產品，當年研製這兩個產品的五院502所和508所也分別成長為衛星控製係統和遙感技術領域的佼佼者。五院也具備了每年研製、生產交付8000台套產品的能力，平台產品國產化替代率達到100%，載荷產品國產化替代率提升到80%。

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