【航天日由来】
1970年4月24日,中国第1颗人造地球卫星东方红一号发射成功,拉开了中国人探索宇宙奥秘、和平利用太空、造福人类的序幕。以此为标志设立“中国航天日”,旨在宣传我国和平利用外层空间的一贯宗旨,大力弘扬航天精神,科学普及航天知识,激发全民族探索创新热情,凝聚实现中国梦航天梦的强大力量。今天,我们一同回顾上海技术物理研究所与航天的渊源,体会筚路蓝缕中接续奋进的力量和报国初心。
【为发展红外“捏紧拳头”】
1961年底,上海电子所撤销,红外技术研究室连人带任务于1962年1月调至中科院上海技术物理研究所。1963年底,在中科院半导体所红外研究室主任汤定元的积极推动下,中科院数理学部召开会议,建议将中科院下属单位中与红外相关的研究力量进行整合集中。1964年,中科院接受学部建议,决定将半导体所红外研究室调到中科院上海技术物理研究所。同年,上海技物所的科研方向全面转向红外技术与物理,比如高压透光材料、制冷等,全都向红外靠拢,为发展红外探测系统而“捏紧拳头”——这为红外探测技术走向更多实际应用奠定了基础。
1965年初,我空军又击落一架敌机,并在残骸中发现了一台高空红外相机。经全国专家对相机残骸进行分析之后,发现其中最核心的器件是工作温度为38K(开氏温标,相当于-235℃)锗掺汞红外探测器。于是,当时去参加分析的匡定波等技物所科研人员就奉命将这条只有1毫米厚、连底座只有拇指大小的探测器带回上海技物所,进一步测试分析。
后来,上级决定将整个机载红外相机残骸交给上海技物所分析,并进行恢复。通过艰苦卓绝的努力,他们终于研制成功,不仅使红外相机搭载上飞机进行了高空试飞,还设计了新的红外相机,采用了自制的锗掺汞红外探测器和38k制冷机,后续又设计定型了低空红外相机产品,由上海照相机三厂进行生产。
【东方红和红外从地到天】
1964年年底,中国著名大气科学家、地球物理学家和空间物理学家赵九章呈书周恩来总理,建议我国研制发射人造卫星,并列入国家计划。随后,中国科学院开始筹建卫星研究院。
1965年7月,在周恩来总理主持的中央专委会议上原则批准了中国科学院《关于发展中国人造卫星工作规划方案建议》,确定将人造卫星研制列为国家尖端技术发展的一项重大任务。
1965年9月,在中国运载火箭技术取得一定进展的情况下,中国科学院开始组建了由赵九章任院长、代号叫“651”的卫星设计院(公开名称为“科学仪器设计院”),并把中国第一颗卫星命名为东方红一号。从此,中国人造地球卫星研制工作正式开始。
从地面探测到搭载飞机上天,我国的红外探测技术很快迎来了更高远的目标——到太空去。
1965年底,中科院召开会议,制订人造卫星发展规划。上海技物所承担的第一项任务就是卫星姿态测量用的红外地平仪。
红外地平仪是以地球作为参考,测量卫星的姿态。太空中非常冷,而被大气包裹的地球会相对温暖一些,那么它在空间所释放的红外波会和空间背景有所不同。这就要求探头有更高的灵敏度,不然就无法检测出地球的信号。为此,上海技物所研制了一个红外探头装在东方红一号上。
等到东方红一号发射升空后,红外探头居然真的扫出了预想中的信号!这让匡定波和同事们喜出望外。自此,这种用于三轴稳定卫星姿控系统的圆锥扫描红外地平仪探头技术就一直沿用了下来,研发团队后续又研发出多种型号的地平仪探头。
“我们研制出红外地平仪的探头后,合作单位希望能够自己做。我们毫无保留地将技术传授给了这些兄弟单位,当时没有知识产权的概念,感觉大家都是为国家做事”匡定波说。
【红外“大树”愈发根深叶茂】
万事开头难,但要将事业越做越顺、越做越大,则需要不断发展和完善起一个个坚实的技术系统平台。匡定波说,机会的出现有偶然性,但抓住机会的能力却需要长期而系统的培养与积累。就拿研制一个红外探测系统来说,从材料、致冷器,到元件、系统配套,都需要相关技术的配套协同。“只有各方面能力都增强了,我们才能在国家需要时,及时响应,应对挑战。”
红外地平仪探头所带来的另一个惊喜是,1958年曾经想研制的火车轴瓦温度的实时红外探测技术,也同时有了结果。其实,科研人员在1958年遇到的主要问题是,当时掌握技术的探测器所用的材料是硫化铅,而这种材料所响应的红外波长偏短,铁路与火车轮子摩擦异常所产生的温度达不到那么高。当红外地平仪发展起热敏电阻红外探测器后,铁道的实时红外探测技术实现起来就变得容易了。直到现在,技物所生产的这种探测器一直供应铁道部在四川广汉的铁路工厂。
在这一技术的基础上,技物所还发展起了扫描辐射计。扫描辐射计是气象卫星上的重要载荷,作为一个最重要的基本的探测器,用它的资料可生成各种云图、云参数、海面温度、植被指数、积雪、海冰、气溶胶、地面反照率等一系列产品,还可进行多种自然灾害和生态环境监测。
从风云一号气象卫星开始,我国风云卫星从此起步,此后五十多年来,风云系列气象卫星一步步从无到有、从小到大、从弱到强,技物所至今全程参与了20颗气象卫星有效载荷的研制工作,完成相关产品研制38台(套),为我国空间光电载荷技术发展,以及大气探测技术实现升级换代和逐步超越国际水平作出了重要贡献。
与此同时,在红外技术全创新链学科布局下,技物所还出色完成了“高分”“墨子”“海洋”“环境”“资源”“云海”等系列应用卫星光电遥感主载荷任务,“神舟”、“天宫”、“问天”、“梦天”、“嫦娥”、“天问”等重大航天工程光学遥感仪器和空间生命科学实验设备研制,“北斗”、“天鲲”等多种系列航天型号姿态敏感器研制。上九天揽月,下五洋捉鳖,在国家使命驱动的召唤下,上海技物所将深入践行国家战略科技力量使命担当,释放源源不断的创新能力滋养“大树”,使其持续焕发蓬勃生机。
部分根据匡定波院士口述内容整理,节选自2019年2月13日文汇报《匡定波:“中华慧眼”从地到天》 作者:许琦敏
【应该永远记住这段历史——张劲夫同志的回忆文章节选】
中国科学院在党中央的领导下参加“两弹一星”的研制,是在很特殊的时代背景下进行的。五六十年代,新中国成立不久,中国的工业化正在开展,我们的国力不强,科研力量不强,条件很艰苦,是真正的白手起家,是真正的创业。可是,我们有党的坚强领导,有中央的正确方针、政策,我们靠的是一批从国外回来的有高度爱国心的科学家,又靠他们带出一批年轻的科学家,他们靠的是一种崇高的精神,一种为了祖国富强而献身的精神,他们是“两弹一星”的真正功臣。除了我前面提到的一批我印象很深的科学家以外(详见张劲夫同志回忆文章原文链接),还有一些科学家在不同领域做出了贡献,有的还是很重要的贡献。例如原子能所的著名物理学家王淦昌,物理学家彭桓武、朱洪元,科学院的数学家关肇直和冯康,红外物理专家汤定元、匡定波,王大珩的大弟子、光学专家唐九华,上海有机所的黄维垣,我国计算技术的创始人之一、计算所的王正,钱学森的大弟子、力学所的郑哲敏,卫星总体组负责人、地球物理所的钱骥,电子所卫星地面测控系统的负责人、后来到国防科委当了科技部副主任的陈芳允,力学所的闵桂荣,后来当了空间技术研究院院长,工程力学所的刘恢先、长沙矿冶所的周行建、高能所的陆祖荫,自动化所的陆元九、杨嘉墀、屠善澄等等。
我作为我国研制“两弹一星”的历史见证人之一,我能够在这里提到的人必是挂一漏万。我提议,让我们一起对为中国的“两弹一星”事业做出贡献的所有科学家、科研人员、工程技术人员、管理工作者、工人和解放军指战员致敬!向为了这一伟大事业而献身的同志表示深切的怀念与哀悼!
请历史记住他们!
【张劲夫同志回忆文章原文链接】