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《东方红》响彻太空

张 蕾 王一琳
现存于航天科技集团五院502所的东方红一号卫星乐音装置备份产品。 薛英民 摄
  “上得去、抓得着、看得见、听得到”,是我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”的总体技术目标。其中,“听得到”,即播送《东方红》乐曲,既是东方红一号卫星的科研任务,也是政治任务——卫星上天后,乐音一不能哑,二不能变调,而且要悦耳动听、播放可靠性高。经过选择,“听得到”这项光荣任务交由国防科委第五研究院(现中国航天科技集团有限公司第五研究院)502所完成。

  这是我国自行研制的第一颗卫星,包括播送乐曲在内的所有技术问题都没有任何经验可借鉴。经过论证,科研人员认为,要实现用一个发射机交替传送《东方红》乐曲和遥测信号,唯一可行的方案是采用电子乐音。“经过调研,我们选中了铝板琴的声音,用电子线路来模拟铝板琴奏出《东方红》,不仅声音清晰悦耳,而且线路简单,可靠性高。”航天科技集团五院502所东方红一号卫星遥测系统专家吕家驹回忆。

  模拟的声音确定了,还要攻克两个难题:一个是“音键”,另一个是按节拍敲打。《东方红》乐曲前八节中,有6个不同的音,就要用6个不同的“键”。科研人员用6个不同的高稳定度音源振荡器代替6个不同的“键”;同时,用程序来控制音源振荡器的发音和衰减,并混以谐波产生和音,如此产生了类似铝板琴发出的声音。

  为防止卫星上天和自旋时产生的震动对乐音装置造成影响,科研人员采用了环氧树脂固封的方法。但是,固封以后,大家担心的问题出现了——《东方红》乐曲变调!事关重大,科研团队逐点逐级检查电路。“一次次模拟试验后,我们发现乐曲变调是环氧树脂在固化过程中造成碳膜电阻‘中毒’,改变了音源振荡器振荡回路中电阻的阻值而引起。”吕家驹说。

  找到了问题所在,解决的办法相对容易了许多。科研人员特意为电阻做了蜡模具:先浇灌环氧树脂,让其在固化过程中阻值充分变化,直到稳定在某一阻值,再将这些穿了环氧树脂外衣的碳膜电阻安装在电路板上,最后经过高低温调试,用环氧树脂对电路板整体固封。如此,乐音变调的问题迎刃而解。

  按照预定计划,东方红一号卫星成功发射,《东方红》乐曲响彻太空,传回神州大地的乐音铿锵有力、清晰悦耳,“听得到”的目标圆满实现!最终,东方红一号卫星在太空连续正常工作了28天,取得大量的工程遥测数据,为后来的卫星研制与设计提供了经验和依据。

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