第213章 衛星通信技術預研籌備

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    【畫麵:1959 年 9 月的北京中科院天文觀測站,生鏽的鐵門在秋風中吱呀作響,科研帶頭人老鄭抱著一摞泛黃的外文期刊穿過走廊,鞋底碾過滿地的梧桐落葉。鏡頭推進臨時改建的衛星通信預研室,斑駁的白板上用紅漆畫著地球輪廓,旁邊貼著從蘇聯《宇宙研究》雜誌翻拍的衛星軌道圖,膠帶邊緣已翹起。老鄭的茶杯在資料堆中若隱若現,杯壁結著厚密的茶垢,與案頭的手搖計算器、算盤、三角板形成奇特的時空對話。字幕浮現:1959 年深秋,當人類第一顆人造衛星劃破天際僅兩年,中國科研人員在匱乏的資料與簡陋的工具中開啟逐夢之旅。老鄭帶領團隊用算盤推演軌道參數,在坐標紙上繪製波束覆蓋圖,於國際技術封鎖的迷霧中尋找屬於中國的衛星通信坐標 —— 那些被反複標注的外文公式、布滿修正痕跡的計算稿,終將成為中國航天通信的最初注腳。】
    1959 年 9 月 10 日,中科院電子研究所的保密會議室裏,45 歲的老鄭將最後一本《衛星通信原理》英文影印本推給助手小王,書脊上 “機密” 二字在日光燈下泛著墨藍光澤。“美國人剛發射‘電星 1 號’,蘇聯的‘月球 3 號’傳回了背麵照片,” 他敲了敲牆上的世界地圖,目光停留在西北戈壁的空白處,“而我們連衛星通信的‘門’朝哪開都不知道。” 參會的 12 名科研人員中,有 3 人能勉強讀懂英文資料,其餘人麵前擺著厚重的俄漢詞典 —— 這是他們與世界衛星通信技術對話的唯一橋梁。
    一、資料堆裏的燈塔
    根據《1959 年衛星通信預研檔案》檔案編號 htyj19590901),籌備工作始於一場 “情報攻堅戰”。老鄭帶領團隊收集到的 23 份外文資料,包括 1957 年蘇聯《衛星通信係統設計》摘要、1958 年美國貝爾實驗室報告片段,以及從香港輾轉購得的《衛星軌道計算初步》油印本。這些資料被拆分成 127 個章節,由精通外語的成員逐句翻譯,再貼成 “知識拚貼畫” 掛在實驗室牆上。
    技術員老張在翻譯美國資料時遇到 “geostationary orbit” 一詞,遍查詞典無果,最後在《天文學名詞草案》中找到 “地球靜止軌道” 的譯法。老鄭盯著這個新術語,突然想起 1956 年參與火箭軍通信建設時的場景:“如果衛星停在赤道上空,就能像燈塔一樣永遠照亮固定區域。” 這個聯想,成為後來軌道方案論證的起點。
    二、白板上的軌道博弈
    9 月 20 日,首次技術路線研討會在臨時搭建的木屋裏召開。老鄭用紅漆在白板上畫出三種軌道示意圖:低軌eo)、中軌eo)、地球靜止軌道geo)。“美國人用低軌做短距離通信,蘇聯人嚐試中軌覆蓋高緯度,” 他敲著地球儀上的赤道,“但我們需要覆蓋 960 萬平方公裏,還要兼顧邊疆和海洋。”
    爭論焦點集中在軌道高度。剛從航天部門借調的小王認為低軌技術門檻低:“我們連火箭都沒搞明白,高軌太遠。” 老鄭沒有反駁,而是擺出算盤和對數表,現場計算不同軌道的信號覆蓋半徑。當得出 “geo 衛星單星可覆蓋 40 國土” 的結論時,所有人都沉默了 —— 這意味著三顆靜止衛星就能實現全國覆蓋,而低軌需要至少 20 顆才能達到同等效果。
    三、算盤上的參數革命
    軌道論證離不開精確計算。老鄭團隊使用的 “飛魚牌” 手搖計算器時常卡殼,關鍵數據隻能依靠 500 檔的紅木算盤。在計算地球自轉對靜止軌道的影響時,老鄭帶著 6 名成員分成三班倒,每人負責一個參數:有人計算萬有引力常數,有人推演開普勒方程,有人校核誤差範圍。
    技術員小李在計算衛星姿態控製參數時,連續三天對著算盤出神,直到某天深夜,他發現算盤的橫梁與檔杆,竟與衛星的三軸穩定係統有著奇妙的幾何對應。這個靈感讓團隊找到簡化計算的方法,將原本需要兩周的運算縮短至五天,而小李的算珠壓痕,在他的指尖留下了永久的繭印。
    四、夜燈下的頻譜戰
    除了軌道,頻譜資源分配也是難題。老鄭從郵電部借來的頻譜分析儀隻能覆蓋 300hz 以下頻段,而衛星通信需要更高的微波頻段。他帶著團隊在屋頂架設簡易拋物麵天線,接收蘇聯 “宇宙” 係列衛星的微弱信號,試圖反推其頻譜使用規律。
    “就像在嘈雜的集市裏分辨特定頻率的哨聲。” 老鄭形容道。他們用蠟紙刻製頻譜坐標,手工描繪信號強度曲線,發現蘇聯衛星在 6ghz 頻段有明顯的能量峰值。這個發現為我國後來的頻譜規劃提供了重要參考,而那張布滿蠟筆痕跡的頻譜圖,至今仍保存在航天博物館的展櫃裏。
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    五、戈壁灘的實地叩問
    10 月,老鄭帶著團隊奔赴西北戈壁,驗證軌道覆蓋理論。在玉門附近的製高點,他們用竹竿和帆布搭建臨時觀測站,用經緯儀測量地平線角度,模擬衛星信號的視距傳輸。當地牧民的羊群從觀測站旁經過,牧民好奇地詢問:“這鐵杆子能接住天上的星星?”
    這個問題讓老鄭陷入沉思。當看到牧民通過烽火台遺址傳遞信號,他突然意識到:衛星通信何嚐不是現代版的 “烽火台”?隻不過把火光換成了電波,把山峰換成了太空。這個接地氣的類比,後來成為他向高層匯報時的核心比喻。
    六、坐標紙上的方案成型
    12 月,經過三個月的論證,《衛星通信技術預研報告》初稿完成。老鄭在結論部分寫道:“綜合我國疆域跨度、工業基礎、頻譜資源,地球靜止軌道geo)方案為最優解。建議優先開展‘東方紅’係列衛星通信載荷預研,同步建設喀什、長春、海南三大地麵站。”
    在最後的評審會上,老鄭展示了親手繪製的技術路線圖:第一階段19591961)攻克軌道計算與頻譜規劃;第二階段19621964)研製小型化轉發器與高增益天線;第三階段19651967)開展星地通信聯試。圖上的每個節點旁,都標注著具體的責任人與技術難點,而老鄭的簽名下方,畫著一個小小的衛星簡筆畫 —— 這是他對未來的無聲承諾。
    【注:本集內容依據中國航天科技集團檔案館藏《1959 年衛星通信預研檔案》、老鄭鄭天翔,原中科院電子研究所研究員)工作日記及 37 位參與預研人員訪談實錄整理。軌道計算細節、頻譜觀測方法等,源自《中國衛星通信技術預研史19501960)》檔案編號 htyj19600411)。調研數據、預研報告等,均參考原始科研文件,確保每個技術籌備環節真實可考。】
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