上海航天:从“8公里”到“行星际”的飞跃

上海浦东新区老港镇有一条火箭路。在路的尽头，一枚高耸的“火箭”飞向天空。61年前，这款T-7M探空火箭虽然只飞行了8公里，却迈出了我国探空火箭技术具有工程实践意义的第一步。

1961年8月1日，上海市第二机电工业局正式成立，奏响了航天员沿着黄浦江开拓进取、奋力拼搏、不断发展的时代乐章。60年来，一代又一代的上海航天员没有忘记报国的初衷，团结奋进，锻造国家的重型武器，与明星约好。上海航天技术研究院作为中国航天科技集团三大总院之一，已成为我国国防装备和航天事业发展的主力军。

开始“天上第一枪”

20世纪50年代，世界强国开始相继进军太空。1958年8月，为响应党中央“也要搞人造卫星”的伟大号召，中国科学院决定把卫星发射作为当年的头号重点任务，成立了以钱学森为首的代号为“581”的工作组，并成立了第一设计院，承担发射人造卫星所需运载火箭的发射任务。

为了充分利用上海较好的工业基础和科研生产条件，1958年11月，第一设计院迁至上海，更名为上海机电设计院，作为研制探空火箭的主体单位，从而拉开了我国探空火箭发展的序幕。

上海机电设计研究院副院长杨南生和总工程师王希季奉命带领一批平均年龄只有24岁的年轻人研制火箭。他们中的许多人刚刚离开学校，有些人甚至在毕业前带着组织指示来报到。他们虽然没有专业知识和工程经验，却充满了为国争光的热情、青春和雄心。

由于当时条件极其恶劣，上海机电设计院根据上级指示和钱学森的要求，决定量力而行，研制出推力不超过3吨、常规推进剂、飞行高度在100公里以内的小型探空火箭，命名为T-7。为了训练团队，首先建造了一个比T-7小一半的模型火箭，并命名为T-7M。

虽然火箭从未研发出来，但上海机电设计研究院的一群“初生牛犊”白手起家，发明了解决工程问题的“本土方法”。比如控制头体分离的计时时钟机构，被他们用7元钱买的小台钟改装；点火装置是将普通小电珠的玻璃打碎，取出细丝，用硝酸纤维素包裹；——爆破膜是发动机启动用爆破阀的关键部件，技术要求较高，对铣膜深度的公差要求在0.005 mm以内，是由两名刚出校门的女选手在一个半月内经过近千次测试后“铣”出来的。

在人口密集的上海选择火箭发射场并不容易。杨南生多次带领队员前往上海偏远的郊区，最终选定了老港镇的一处海滩作为发射地点。如何将发射器运输到发射场也是一个大问题。队员们把发射器从上海一个滨江码头装上小轮船，沿着黄浦江运到浦东南汇码头；然后转移到一艘小木船上，被船夫摇到老港镇的河边；然后，通过简单的设备牵引和人拉肩，将发射装置运送到岸边；最后，依托两台卷扬机，采用钢丝牵引的取土方式，将发射架一点一点移动到预定安装位置。

当时老港发射场的设施也极其简陋。借一台50 kW的发电机组，放在简易的芦苇垫棚里；火箭推进剂装有自行车泵；发射区没有通讯设备，所有命令都是通过大喊大叫和打手势的方式传递；指挥所挖了一个大洞，把我堆了起来

1960年1月25日，第一枚T-7M探空火箭点火后，液体管道与推力室连接处开裂，导致推进剂泄漏燃烧，第一次发射失败。经过一番深入分析总结，大家再接再厉，于2月19日再次推出。这是第一次成功飞行，飞行高度约8公里，是我国火箭技术史上第一个具有工程实际意义的成果。

1960年5月28日晚，毛泽东主席视察T-7M火箭时，得知火箭是一群从未做过太空飞行的“初生牛犊”制造的。他鼓励年轻宇航员：“8公里，太神奇了！应该做到8公里、20公里、200公里！”为了加快我国航天事业的发展，1961年8月1日，上海市第二机电工业局正式成立，这是上海航天技术研究院的前身。

平均年龄为35岁的星际飞跃

2021年5月15日，我国首个自主火星探测器“田文一号”成功着陆火星，迈出了我国行星际探测征程的重要一步，实现了从地月系统到行星际系统的跨越，首次在火星上留下了中国人的印象，这是我国航天事业发展的又一里程碑。

田文一号火星探测器由火星环绕和着陆巡逻组成。火星环绕器承担了许多任务，如地面火力转移飞行、火星捕获和制动、航天器分离、着陆过程中的数据中继、火星车的数据中继、环火科学探测等。上海航天一个平均年龄35岁的年轻团队承担了研制火星环绕器的重任。

2014年，上海航天技术研究院启动火星环绕器详细方案设计和关键技术研究，任命张玉华为田文一号探测器系统副司令兼火星环绕器总指挥。虽然当时通过探月工程积累了一些经验，但火星是一个完全陌生的探测目标，缺乏第一手环境数据。上任之初，张玉华就感受到了来自国家期望的巨大压力。面对困难，她组织团队，制定计划，分层次分解，履行责任，逐渐走上正轨。

为了克服饺子皮的自我管理问题，饺子皮副总工程师朱新波带领团队成立研究团队，不断完善理论模型和技术框架。为充分发挥协作优势，团队骨干何振宁等年轻同志频繁往返北京、上海，不断完善项目建议书、任务书，边演示边调研。团队“自主管控深空探测关键技术”和“深空探测顶级水平”

环绕器在抵达火星后，需要把握住唯一的机会对火星进行制动捕获，高可靠自主火星捕获技术极为关键。为了解决难题，团队谢攀等总体设计师与专业所的同志们一起，提出了无数个方案，又推翻了无数个方案，最终采用了捕获时开机时长和速度增量两个指标，来控制发动机的“双关机策略”；而且，环绕器还可以自主生成二次捕获策略以最大限度保证任务成功。

最远4亿公里地火距离，自由空间衰减巨大，怎么保障探测器与地面站通信，也是摆在团队前面的难题。在测控数传设计师李金岳、王民建、何春黎等的努力下，团队为环绕器配置了最强“千里眼”和“顺风耳”——深空应答机+高增益接收天线，并为此打造了一套超高灵敏度和可靠性的器地通信系统，能够在漫漫宇宙中捕获跟踪极弱的有用信号，正确解析出地面的每一条指令。团队还设计了高达数十种的码速率，可实现多码速率的自适应收发，满足了全过程的测控、数传使用需求。

在火星环绕器研制过程中，上海航天火星团队完成了大量的地面验证试验、4000余小时的加电测试、奔赴数万公里的测控对接，建设了飞控分析与决策地面仿真支持系统。测控数传分系统作为火星探测器最重要的分系统之一，不仅要像其他分系统一样顺利完成整器的各项试验，同时还要完成各测控站、应用站的对接。对接工作时间跨度大、作战距离远，需要长期保持多地同时作战。

北到佳木斯的深山老林，西到喀什的茫茫戈壁，南到文昌的湿热海岛，东到上海的佘山脚下……在进行我国首台高灵敏度数字化深空应答机的测控应用对接任务时，李金岳、张旭光、何春黎、刘镒等年轻设计师们，在几个月的时间里辗转八地，奔赴数万公里。

2020年初，一场突如其来的疫情，打乱了火星环绕器正样产品的出厂步伐。由于交通管制，人员往返北京参加两器联试的安排严重受限。为了降低人员流动风险，团队决定分双线并行推进工作：一支队伍在京完成与北京飞行控制中心的无线一比一联试，另一支队伍负责在上海完成整器出厂评审准备工作。

2020年4月初，试验队奔赴文昌发射中心，每天“朝五晚九”为环绕器做发射前的最后冲刺。在所有人共同努力下，天问一号火星探测器于2020年7月23日成功发射并进入预定轨道，环绕器工作一切正常，发射任务取得了圆满成功。

由于火星任务的特殊性，设计师必须在整个任务期间持续对天问一号的状况进行监测。在环绕器副总指挥褚英志、计划助理印兴峰的组织下，上海团队轮换执行北京/上海的飞控值班任务。在2021年2月火星制动捕获、5月火星着陆的关键节点，团队全员奔赴北京飞控，总体主任设计师牛俊坡、总体副主任设计师谢攀、杜洋，牵头团队谨慎细致地开展飞控文件的最终确认，与北京飞行控制中心开展了一遍又一遍的协同演练。正是在这样的不懈努力下，环绕器顺利完成了火星制动捕获，并为着陆器提供了有效的中继支持，成功实现着陆火星。

“弹箭星船器”样样俱全

60年来，上海航天技术研究院秉承富国强军的神圣使命，从战术导弹研制起步，从无到有、从小到大、从弱到强，逐步发展成为“弹箭星船器”多领域并举、军民产业结合的综合性航天产业集团，成为我国国防科技工业的骨干力量，中国航天科技集团有限公司三大总体院之一。

在承担国家重大航天工程任务的同时，上海航天积极推进航天技术的转化应用，形成以新基建（商业航天）、新能源、新装备、新材料、新服务为核心的具有较高集中度的产业集群。目前下辖21家企事业单位，形成了以上海闵行航天城为核心，辐射整个长三角地区的发展格局。

尽管已成立60周年，但截至2020年底，拥有21000余人的上海航天技术研究院，平均年龄只有35岁，是我国航天队伍中一支青春洋溢、朝气蓬勃的主力军，开拓创新、锐意进取是上海航天人最显著的特征。

例如，在掌握火箭纵向耦合振动抑制、常温推进剂三级发动机二次启动等关键技术的基础上，上海航天突破了新一代运载火箭“三平”测发、发动机氧箱自增压、偏置集中力设计分析与试验等关键技术，成为我国两大运载火箭研制基地之一。

上海航天还成功突破了图像导航与配准、微振动测量及抑制、高精度高稳定度姿态控制等关键技术，完成第二代极轨和静止轨道气象卫星的研制发射，实现了我国气象卫星从跟跑并跑向并跑领跑的跨越。同时，空间对接机构、半刚性太阳翼、柔性太阳翼、月面移动技术、火星制动捕获等关键技术和产品，填补了国内空白，达到了国际一流水平。

天何所沓？十二焉分？日月安属？列星安陈？2300多年前，爱国诗人屈原的《天问》，向世界万物提出177个问题。2300多年后，上海航天技术研究院在中国航天科技集团的领导下，用实践不断探寻自然和宇宙空间的奥秘，这是中华民族坚韧执着追求真理的真实写照。