魂系太空

——记中国卫星总设计师闵桂荣

发布者:东大校史馆发布时间:2018-03-26浏览次数:215

孙 燕  

     

 时间步入20世纪90年代,如果说“中国人离开人造卫星就该怨声载道”,大约并不为过。的确,卫星与人们的工作、生活越来越密不可分了。电视节目、报纸传版、电话联络、天气预报等等许许多多的方便,足以让受惠的中国人实实在在地感受到,那高悬太空的神秘飞行物向华夏大地发出的种种微笑。


 似乎是一种必然出现的反比,19704月,多少人曾为中国第一颗人造卫星上天奔走相告,如今却司空见惯到新卫星上天,报纸消息越来越“豆腐块”甚至“豆腐丝”了。中国到目前为止35颗人造地球卫星的成功发射,总是连接着许多人的名字。这里介绍其中一位典型人物,从他的历程可看到航天人的奋斗和奉献精神。

 此人姓闵,名桂荣,中国卫星系列总设计师是也。


差一点卖到南洋的科学家


 我第一次见到闵桂荣,是在1993春天召开的全国政协八届二次会议上。说起来,这位声名赫赫的闵总真是貌不惊人,个子1.7米,体型属于瘦小型,西服领带也未能包住农民一样的朴实,加上那平易近人的目光和微笑,实在让人难以想象,19795月,他在美国航空宇航学会(AIAA)第14届热物理年会上,关于中国的卫星热控制技术领域的科研成果及应用范围的英语学术报告,居然将同时在旁边两个会议厅召开的国际学术会议的专家们都“拉”了过来。当挤在一堂的三个会议的专家们以热烈的掌声将这位小个子发言人送下讲台的时候,他们才发现会前对中国卫星技术不屑一顾的态度,是犯了一个多么大的错误。


 闵桂荣赢得国际同行们的刮目相看,当然不仅仅是这场学术报告。他和中国同行们携手合作,白手起家土法上马,将35颗卫星送入太空,这些成果足以让那些老资格的卫星专家们慨叹,他的“国际宇航科学院院士”当之无愧也足以让中国人自豪,“中国空间技术研究院科技委主任、中国航天工业总公司科技委副主任、中国科学院院士”闵桂荣,是中国不可多得的杰出科学家。


 然而,就是这位中华民族的骄子,当年却差一点被卖到南洋。19336月的一天,福建省莆田县一位蓝姓贫苦工人的家庭添丁加口。一个男婴坠地,为这个家庭增加了一种哭声,也增添了一片愁云。小桂荣来到这个世上,从一开始就被“泡”在苦水里。蓝家5口人吃饭,两个人挣钱,日子本来就十分艰难。但是,屋漏偏遭连阴雨,不久,当父亲的失业,做母亲的靠一副肩膀当挑夫,维持全家人活命,怎么苦干苦熬,日子也没法过下去。于是卖孩子,先卖掉桂荣的姐姐,但仍然躲不过死神的威胁。“卖”便又与两岁的桂荣的命运联在一起。找到了两户买主,一户是南洋巨商,出价较高,条件是骨肉分离,永不相见;另一户是本地一位精工匠,妻子是挑夫,两人膝下无子,愿买桂荣继嗣,虽出价较低但允许亲属探望。最后桂荣生母做主,实施两全方案,桂荣遂随养父姓闵。她当然没有想到,这份难以割舍的骨肉之情,竟为日后中国的航天事业留下了一根顶梁柱。


 姓闵的桂荣,虽是“独子”,却仍然伴着贫苦度日月。养父母辛勤劳作,三口人的吃饭勉强维持。那年月,作为穷苦人的影子,除了饿,还有病和灾。1939年,闵桂荣的养父病重,偏逢日寇铁蹄在华东蹂躏,不久便与世长辞。养母带着桂荣在死亡线上挣扎,但还是节衣缩食,勒紧裤带,将他送进了学堂。也许是“穷人的孩子早当家”,也许是书与他有一种天生的缘分,小小的闵桂荣居然以格外的勤奋和优异的成绩很得先生的赏识。但是赏识归赏识,没钱还是没钱。就在小学快毕业时,家里实在拿不起学费,养母要他退学去裁缝店当学徒。他苦求养母给他一次机会报考可以免费上学的省立莆田中学,结果在12%的录取率中,闵桂荣榜上有名。


80年代,闵桂荣作为大名鼎鼎的校友重返莆田中学,感谢母校的培育之恩,鼓励同学们勤奋学习、报效祖国的时候,那些穿戴整齐的新一代无论如何想象不出,和他们亲切交谈的这位卫星专家,当年在这个学校竟是一年四季打赤脚,破衣烂衫避风寒的苦学子,他靠借书、抄书和同学们送书与一个“穷”字抗争,而以名列前茅的学习成绩,将自己的名字留在了莆田中学的校史上。


土法上马造辉煌


 翻开闵桂荣后来的履历表,那里这样写着:厦门大学机械系,后转入南京工学院学习,1956年毕业分配到中国科学院动力研究室工作;1959年以优异成绩考取苏联科学院动力研究所研究生攻读传热学,获副博士学位,后回中国科学院力学所工作,一篇《不同流体自然对流传热研究》论文引起美国麻省理工学院的重视……所学所用所攻,均非人造卫星专业。但是1963年,正当他而立之年的时候,力学研究所领导决定让他改行搞卫星。半路出家,转业改行,思想波动,最后服从。业务上的重大转折,依靠刻苦钻研、苦干实干的精神,铸就了中国第一代卫星专家中的这位佼佼者。


 今天,我们回顾由中国铺向太空的那条艰难之路,遥想当年卫星研制。“零的突破”和后来的连上台阶,又是何等的不易!


1963年,对于中国专家来说,卫星还是个陌生的课题,闵桂荣刚步入这个领域,肩上即被压了一副重担。组织上让他牵头组织一个卫星研究室,着重研究卫星的温度控制。伴随着全室人员的苦苦搜索,摆在他们面前的是试验室和仪器设备的一无所有,是先行国家的技术封锁和他们起步阶段的冷酷教训:法国第一颗卫星上天,因电源结冰而停止工作;日本第一颗卫星上天,因“发高烧”到摄氏60度,只转了6圈就停止工作;苏联第一颗卫星上天,依靠电源和风扇调温代价太高……这的确是个难题,卫星入太空,向阳面受太阳暴晒,温度达摄氏100多度,背面又在摄氏零下100多度,而要维持它的电子设备的正常工作内部又是必须控制在常温范围内,冷热适度。真是一种两难的选择。闵桂荣他们从参观天文馆中找“灵感”,从研究资料中找启示,调动了所有基础知识的功底和每个人的智慧细胞,建起了土法上马的试验室,自制了一些土设备,计算尺、手摇计算机甚至算盘加在一起,算是他们攻克尖端的计算手段。就在极为困难的条件下,闵桂荣领导研究并建立了卫星交换数学物理模型和热计算方法,研制了超级隔热、热管、百叶窗等多种先进的卫星热控制技术;他还研究并建立了卫星热真空环境模拟试验理论、方法和技术……


 为了保证卫星安全可靠工作,卫星设计制造出来后要在地面模拟宇宙空间环境,进行热平衡试验。卫星的温度既然来自太阳,试验室里就要有个“太阳模拟器”(也叫人造太阳)。这是个关键性技术,外国有,但价格昂贵,而且当时是禁运产品,而委托国内研制,见成果需10年以后。两条路都走不通。“逼上梁山”的结果,闵桂荣运用起红外加热的理论,大家分头努力,两年以后,从他们的手中推出了中国第一台红外加热笼和一套崭新的红外加热和测量系统,并使他们成功地对我国第一颗人造卫星进行了热真空和热平衡试验。


 接受实践检验的一天到来了。1970424日,中国第一颗卫星升入太空。入轨第二天,卫星温度25℃,开始几天每天以1—2℃递增。担心出现了:如果超过40℃,就要宣告失败。闵桂荣却胸有成竹:“放心,最多不会超过35℃”。果然,卫星温度上升到33℃即不再升温。成功了!


 当各报以头版头条甚至套红新闻将这条消息公诸于众,中央人民广播电台一连几天向亿万人民播送卫星传来的“东方红”乐曲的时候,闵桂荣和他的同事们却早已擦干了两行热泪,又踏上了新的征程。


 红外加热模拟设备的成功研制和成功运用,将中国几十颗卫星送入太空。独辟的蹊径,赢来的是行家们的交口称赞。如果说,这是闵桂荣卫星研制生涯中迈上的一个成功的台阶,那么等着他去攀登的还有更多的台阶。


兰利中心向他开放


 卫星上台阶,技术要求更高了,但是事情却比以前更难办了。十年动乱的灾难在肆虐,渐渐蔓延到这些尖端科技英才头上。搞卫星的一些老专家靠边站,闵桂荣也被发配干校和农村劳动改造,当了一年猪倌。虽然身处逆境,但他仍不忘学外语、学技术,钻研一些带有方向性的技术问题,等待着有朝一日重操本行。


 果然,他又回到了卫星研制岗位,先是分管热控制设计,后来又负责卫星总体设计。任务比以前更重,研制更为艰苦,通向成功的路上却又比先前多了一次打击。1974115日,我国第一颗返回式卫星因运载火箭研制不过关而在空中爆炸,卫星摔回地面毁坏。


 伴随着闵桂荣痛苦、惋惜的热泪,是周围类似于打退堂鼓的议论,还是叶剑英元帅的话语将大家统帅起来:“失败是成功之母,不要颓丧,要继续奋斗,再接再厉,一定要达到目的为止。”于是搞卫星的与搞火箭的共同总结,举一反三。也正是在这种需要鼓劲的时刻,闵桂荣由研究室主任提升为卫星总体设计部副主任,主管返回式卫星的总体设计工作……19751126日,经过他们的努力,我国第一颗返回式卫星成功发射,并在预定轨道正常运转三天,完成了大量的拍摄任务后,于1129日按计划返回我国大地。


 这是中国航天事业的一个新的里程碑。如果说要论证它的意义,只一句“它标志着我国从此成为世界上第三个拥有回收卫星能力的国家”,足矣。


 话题又回到卫星拍照上来。返回式卫星又叫对地观测卫星,它的主要工作就是用巨型相机拍照地面,这种照片对于从事经济建设和科研具有重要的应用价值。但是要确认照片上所摄是此不是彼,必须让卫星拍照地面时,同时拍摄天上的恒星,而这些恒星又必须要在五等星以上。所拍恒星越多,越清晰,准确度越高。当时,国外的做法是建立一套高水平的“星光模拟实验室”,试验要点是排除地光干扰。中国自然没有这种实验室,也不可能在短时间内建造出来。当时,担任总设计师的闵桂荣日夜思索寻找解决办法,于是,闵桂荣他们又被逼上土法上马之路:第一步,用理论分析法定量地计算出杂光、地光对卫星相机的反射量。第二步,在屋顶上搭一个简陋实验室做模拟实验。


 土法上马也真是土到家了:大冬天夜晚,寒风凛冽,闵桂荣和另外7名科研人员站在房顶上试呀,测呀,摆弄相机呀,大衣、帽子成了夜霜的载体,发抖发麻的双手凝聚着一种奋斗精神……当返回式卫星以在太空中拍到七等星,宣布中国这项技术达到世界先进水平的时候,无疑也宣布闵桂荣他们又一次创造出了人世间的奇迹。


 闵桂荣的辉煌远不止如此。1983年,他由中国空间技术研究院副院长升任院长,负责我国各种卫星研制的全面工作。这正是中国卫星从试验阶段开始走向应用阶段的时候。从1986—1990年第七个五年计划期间,我国计划研制发射412颗不同类型的应用卫星,向全国十几个部门、30个省市提供服务。若能成功,它将为国家创造巨大的经济和社会效益,但任务十分艰巨,闵桂荣的领导能力面临着考验和挑战。似乎是为他的技术成熟和中国航天事业作注,在国家的支持和全体研制人员的努力下,这个时期中国的种种卫星连连飞往太空,运行良好:1986—1990年,中国4颗实用国内通信卫星先后与地球同步定点成功,为国家通信、电视广播、教育、水利电力应用作出了贡献;1986年、1987年两颗国土资源卫星发射、运行、回收成功,获取3000万平方公里的优质国土照片,为地矿、水利、城市规划、资源、农林等领域提供服务;1987—1990年,中国新研制三颗测绘卫星发射成功,带回大量高精度照片,使摄影测绘技术达到国际先进水平;1989年和1990年中国两颗太阳同步轨道气象卫星先后成功发射,进行了技术试验和应用试验工作,填补了我国气象卫星的空白;从1986年起,中国的返回式卫星开辟了微重力搭载科学实验,先后为中国科学院有关研究所、法国和德国等科研机构进行“搭载”科学试验,包括砷化钾、蛋白质、小动物等不同材料、生物200多项的微重力等空间环境实验,其中不少项目均有创新成果。


 循着闵桂荣的脚印,人们不难数出他在卫星事业中登上的一个又一个台阶。他和他的同事们那些带有独创性的技术和发明,成为中国人的一种骄傲和自豪,自然也不难让人理解,为什么19755月他在美国的那场学术报告,竟吸引了三个国际学术会议代表的注意力,为什么会后美国竟破例开放,允许他率领的中国空间热物理代表团参观“兰利”空间中心,并于第二年,中美双方草拟了双十项航天学术与合作交流计划,因为中国航天技术的水平已经令他们不得不重新认识了。


笔墨写不尽赤子情


 每一位科学家的成功之路都是一部爱国主义的生动教材。闵桂荣从而立之年到花甲之年,将人生最宝贵的时光献给了中国的卫星事业。在科学领域,他和他的同事们一道,捅破了一层又一层“窗户纸”,将中华人民共和国推到了世界上屈指可数的几个太空强国的地位。


 中国,在太空技术是属于低投资的国家,年投资不及美、苏的百分之一,因此航天活动规模上不能与美、苏相比。但是,中国的太空活动却有自己的特色,自力更生方针使中国具有独立研制各种卫星的能力,而且其中许多技术具有很高的水平,令人刮目相看。人造卫星的历史这样记载:美国是在第1颗到第12颗返回式卫星都作了成功发射以后,到第13颗才从太空回到地球。而中国从1975年至今共成功发射15颗返回式卫显,按计划回收成功14颗,回收成功率极高,为世界所公认。1988年,德国某研究机构的一个试验装置“搭载”中国返回式卫星上天试验。闵桂荣问他们是否要参加保险,德国人摇了摇头说:“你们有很高的成功率记载,不必花这笔保险费。”飞行结果如他们所料。


 说起“搭载”试验其实也有一番较量。利用卫星,在失重环境下制造的半导体、特种合金、生物品所具有的极优性能,是地面同类制造品无法比拟的,论价值,前者可能比后者高出千百倍,因而发达国家都在加紧研究。早先,我国科学家也曾想与国外合作,但遭断然拒绝,一位外国技术权威甚至质问“你们中国有什么能力可以和我们合作?”为了争这口气,闵桂荣与一批卫星专家、材料专家、生物专家合作,1987年将50多种新材料、微生物制品由卫星“搭载”上天。回收观察试验结果,许多竟是世界上首次发现。消息公布,引起外国专家的高度评价。


 不要以为,因为科学技术是人类社会共同创造的文明成果,卫星事业先驱者经过多次失败后而后来者就必然道路平坦。要知道,在阶级还存在的历史阶段,国界仍然是阻挡重要技术流动的“篱笆墙”。闵桂荣他们在卫星研制方面种种出奇的成功,只能证明炎黄子孙有志气攀登科学高峰,中国人的脑子并不比外国人笨。


 今天,人们在享受卫星的恩惠之时,尽可以慨叹人才宝贵,尽可以用“呕心沥血”、“杰出奉献”这些字眼来概括闵桂荣他们的工作精神和科研成果,尽可以为卫星成就赢得中国的国际地位而荣耀一番,但是科学家们为国争光、为民族争气的那种心劲,那种严谨求实的科学态度,一丝不苟的工作精神,以及为此而付出的心血和汗水,却是任何人的笔墨都难以写尽的。


 对于闵桂荣来说,30年的卫星研制经历,写一部大部头的书绰绰有余,几千字写他的逼上梁山、土法上马已经是挂一漏万,何况他还有一番有别于他人的难以割舍的亲情呢。


 自古道:“寒门出孝子。”几十年来,闵桂荣对于亲生父母和养父养母的养育之恩须臾不敢忘怀。无论上学还是工作,无论日子紧巴还是条件宽裕,他都没有忘记“身体发肤,受之父母”,上学时的一粥一饭,都是来自他们的辛勤劳作。所以,两岁时的一个“卖”字,将他由一个穷窝挪到了另一个穷窝,他由此悟出的是亲生父母为他留下了一条活命,是养父母的苦煎苦熬,将他养大成人,对他们都是感激不尽。解放后,他曾把养母接到北京居住了几年,和她一起享了几年天伦之乐。后来,养母生活不习惯,又回到南方老家。1984年,养母去世,他正是重任在肩,不能亲临送葬,只好委托妻子陈爱明替他回家料理。之后,他父亲、岳父相继去世,时逢他正在酒泉卫星发射场紧张工作,抽身不得,一腔悲痛,满腹哀思,只能化作立足沙漠,向着东南方向的三鞠躬。


 说起他妻子陈爱明,那更是“军功章里有她的一半”。他们是同乡,同时代的大学毕业生,也是同行。研制卫星将他们拴在同一事业上,但是家庭的客观现实却又迫使他们不能并驾齐驱。他们有过较长一段时间两地分居,所以,抚养两个孩子、料理家务琐事的任务,主要是由她来完成的。她如今是高级工程师,可这个高级职称的背后,又凝结着多少辛劳和代价,那实在是一言难尽的。


 有道是,每一个成功的男人的背后都有一个不平凡的女性。也许闵桂荣的成功可以从一个侧面来论证一下陈爱明的不平凡:1980年和1989年,闵桂荣两次被评为航天工业部劳动模范;1986年,他被评为国家级有突出贡献的中青年专家;1980,1990年在卫星技术方面、他两次获国家科技进步特等奖;1987年,他当选为国际宇航科学院院士;1988年,由于任卫星总设计师贡献突出,闵桂荣获国防科工委颁发的荣誉奖;1991年当选为中国科学院学部委员。


 作为一位成熟的卫星专家,闵桂荣肩负着中国航天事业的一份重担。也是火候已到,他胸中自有蓝图一张:中国卫星事业的发展方针是“以天为本,天地结合,走向世界”,他认为发展我国航天事业要结合国情、要立足国内。中国属于发展中的国家,用于航天的经费极少,应重点发展对国家有重大效益的应用卫星,包括通信广播卫星,资源、海洋、气象卫星,导航定位卫星,减灾卫星,国防卫星和科学技术试验卫星,以及各种卫星的应用系统。关于载人航天、深空探测等也应给予一定的支持,开展跟踪研究和适当规模的研制工作,以跟上国际先进水平,保持国家航天地位。闵桂荣还认为,中国航天要持续发展,仍然必须依靠自己的力量,要立足国内科研单位和科技人员,依靠外国公司替我们发展是绝路。他说航天属于高技术、尖端技术,无论是敌对的年代或是竞争的时代,先进国家都必然严加控制与封锁,历史已经多次证明了这个结论,所以要正确制定中国航天的发展规划和蓝图。他有信心,这幅航天蓝图必将在太空中兑现,炎黄子孙有志气做到这一点,为祖国,也为全人类做出中国人民应有的贡献。


 《名人传记》,1995年,第1



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