三月初八,西昌
一九八四年四月八日,四川西昌。傍晚,山谷里的风小了,发射塔架上的灯亮着,火箭在塔里,只露出半截。
按站内历法核校,这一天是甲子年三月初八,日干支壬申。
十九时二十分,火箭点火。声音在山谷里折回来,塔架周围的白烟被风推开。火箭往东南方向飞,很快出了视界。
三万六千公里
要把一颗卫星送到地球静止轨道,得送到三万六千公里的高度。在这个高度上,卫星绕地球一圈的时间,正好等于地球自转一圈的时间。
两者一样,卫星相对地面就不动了。地面上的天线对准它,不用转,一直能收到信号。这就是静止轨道的意思。
这个高度是算出来的。轨道半径越小,转得越快;半径越大,转得越慢。要让周期等于一个恒星日,二十三小时五十六分四秒,半径就得是三万六千公里左右。这个高度上,卫星的速度是每秒三公里多一点。
先上一条大椭圆
火箭不能直接把卫星送到那个圆轨道。
长征三号是三级火箭,一二级把卫星送到一个停泊轨道,第三级点火,把卫星送进一条大椭圆轨道。这条轨道的近地点几百公里,远地点接近三万六千公里。
到了远地点,卫星上的远地点发动机点火,把速度加到该有的值,轨道就从椭圆变成圆。这一步叫远地点点火,是整个任务最关键的一步:点早了、点晚了、方向偏了,都进不了静止轨道。
点火要挑时机
远地点点火,要在卫星飞到远地点的那一刻。远地点在哪,要靠地面测出来,再用测出来的数据算点火时刻和姿态。
卫星在远地点要调姿,把发动机的喷口对准该推的方向。调姿靠小推力器,一次喷一点,喷几次把姿态转过来。
点火的时长按需要的速度增量算。多一秒,轨道就高出一截;少一秒,就差一截。这一秒的事,地面算好几遍,算完把指令发上去。
定点
进了圆轨道,还不算完。卫星停在哪一个经度上,要调。
调的办法是让卫星稍微快一点或者慢一点,相对地面慢慢往东或者往西漂,漂到预定的经度,再把它停住。这个过程要几天。
四月十六日,卫星定点在东经一百二十五度的赤道上空。这个位置在太平洋上空,能覆盖中国全境。
定点不是一劳永逸。地球的引力场不均匀,太阳和月亮的引力也在拉,卫星会慢慢漂。所以卫星上带着推进剂,隔一段时间喷一次,把位置修回来,这个操作叫位置保持。推进剂用完,卫星就失控了,只能退役。
姿态也要保持。卫星在轨道上受光压,会慢慢转,要用动量轮或者喷气把它稳住。天线要一直对着地面,太阳能板要一直对着太阳。
第一次通信试验
定点以后,做了通信试验:传电视、通电话、发电报。
电视信号从北京发上去,卫星转发下来,边远地区的地面站收到。那时候很多地方收不到电视,靠微波中继一站一站传,山区传不过去。有了卫星,一个转发器就能盖一大片。
电话试验通到了乌鲁木齐、拉萨这些地方。通话有延迟,说一句话,要等半秒多才听到回音,因为信号上上下下要走七万多公里。说话的人不习惯,会抢话。
测控中心的钟
测控中心的大厅里有一排显示屏,显示卫星的姿态、轨道、各分系统的状态。墙上有一面钟,走北京时间。
钟上没有干支。甲子年三月初八、日干壬申,这一层在钟上没有;钟是给指令和对时用的,要的是几点几分几秒。历书是另一套写法。
定点那天的数据显示,卫星的位置稳住了。屏幕上那个代表卫星的点,停在一个固定的经度上,不再漂。