卷首语
1970 年 4 月 24 日 21 时 35 分,酒泉发射场的指挥棚里,空气像凝固的铅块。王工(发射场协调)的眼睛死死盯着计时器,红色数字从 “10” 开始倒数,每跳一次,他的手指就攥紧一分 —— 计时器旁的纸上,“第 19 秒:星地信号捕获窗口” 被红笔圈了五遍,这是地面站接收 “东方红一号” 首组加密信号的关键时刻。
陈恒(技术统筹)站在老钟(频率基准专家)身旁,两人面前的 1962 年基准时钟正发出稳定的 “滴答” 声,表盘上 5.000000000 兆赫的频率,是此刻唯一的 “定心丸”。“要是第 19 秒没信号,后面再等就是 37 分钟后的下一圈轨道。” 陈恒的声音压得极低,棚外传来运载火箭燃料加注的最后指令,370 公里外的太空,正等着这枚 “中国星” 的第一声 “问候”。
李敏(算法骨干)蹲在示波器前,手指悬在 “信号放大” 按键上方 —— 屏幕上暂是一片杂乱的噪声,她口袋里的算法草稿纸,记着从 “67 式” 迭代来的 19 层嵌套参数(r=3.72),“第 19 秒,要是能看到 108 兆赫的加密波形,之前所有的苦都值了。” 她的心跳和计时器的倒数叠在一起,越来越快。
一、发射前最后准备:信号捕获的 “万事俱备”
1970 年 4 月 24 日 12 时 21 时,“东方红一号” 发射进入最后 9 小时准备,地面站与星地链路团队围绕 “第 19 秒信号捕获” 展开全流程校验 —— 从 37 立方厘米加密模块的最终通电检查,到 37 赫兹频率微调系统的参数固化,再到 1962 年基准时钟的同步校准,每一步都按 “毫秒级精度” 推进,确保在升空第 19 秒的 “黄金窗口” 内,精准捕获卫星发送的首组加密遥测数据。
加密模块的 “最后通电” 验证。15 时 37 分,张工(加密模块总设计)穿着防静电服,钻进卫星总装舱,将专用电缆接入 37 立方厘米的 “太空密码机”。通电后,模块指示灯按 “红 绿 黄” 顺序闪烁(代表 “自检 加密启动 频率同步”),示波器显示加密算法已按 19 层嵌套逻辑运行,r 值稳定在 3.72。“之前担心发射震动会让模块松动,现在通电正常,应该没问题。” 张工的额头渗着汗,他用万用表复测模块供电电压(5V±0.01V),确认与卫星电源完全匹配,这是他第 19 次检查这个模块,每一次都像在 “给孩子做体检”。
频率微调系统的参数固化。17 时 19 分,老钟团队将 37 赫兹微调参数(近地点 + 18.5 赫兹、远地点 18.5 赫兹)录入卫星控制系统,同时将 1962 年基准时钟的 5 兆赫信号,通过专用光缆传输至地面接收站,确保星地频率 “同频同源”。“卫星升空后,微调系统会自动按轨道参数调整频率,我们要做的就是把‘基准定死。” 老钟拧动基准时钟的锁定旋钮,表盘上的频率稳定度显示为 1×10??/ 天,这是他从 1962 年到 1970 年,用 8 年时间打磨出的 “精度标杆”。
地面接收站的 “窗口预判”。19 时 07 分,李敏在地面站调整示波器参数:触发频率设为 108 兆赫(星地链路载波频率),信号增益调至 117dBm(刚好覆盖 370 公里外的信号强度),同时启用 “加密信号识别算法”(基于 “67 式” 抗干扰经验,能从噪声中提取 19 层嵌套的信号特征)。“第 19 秒时,卫星刚突破音障,信号可能有 0.37 秒的延迟,我们要提前 0.1 秒启动捕获程序。” 李敏在示波器旁贴了张便签,上面写着 “21:35:19 前 0.1 秒 —— 启动放大”,这是她根据 19 次模拟器测试总结的 “捕获诀窍”。
信号捕获预案的 “最坏打算”。20 时 37 分,陈恒组织团队召开最后一次预案会,明确两种突发情况的应对:一是第 19 秒未捕获信号,地面站立即切换至 “宽频接收模式”(带宽扩至 ±37 赫兹),等待 37 分钟后卫星飞临近地点时再次捕获;二是捕获信号但解密失败,立即启用备用密钥(基于蒙语谚语的 19 组备用密码)。“我们做了 19 套预案,就是怕万一,但最好的预案,还是第 19 秒一次成功。” 陈恒的话里带着底气,桌上的《信号捕获预案手册》(编号 “东 捕 7004”),记满了 19 次模拟器测试的问题与解决方案。
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团队成员的 “心理调适”。发射前 1 小时,指挥棚里没人说话,却有很多细微的动作:王工反复核对计时器电池,老钟轻轻擦拭基准时钟的玻璃罩,李敏摩挲着算法草稿纸上的 “r=3.72”,张工攥着模块的测试报告。“1969 年在珍宝岛,我用‘67 式传过 19 次情报,从没这么紧张过。” 张工的声音打破沉默,李敏跟着点头:“这次不一样,卫星上天就回不来了,第 19 秒的信号,是它给我们的第一声‘回信。”
21 时 30 分,最后准备全部完成:卫星加注燃料完毕,地面站示波器进入 “待命状态”,1962 年基准时钟频率锁定,37 立方厘米加密模块通电正常 —— 就等 21 时 35 分的点火指令,和第 19 秒的那束来自太空的加密信号。
二、升空过程:从点火到第 19 秒的 “秒级煎熬”
1970 年 4 月 24 日 21 时 35 分 00 秒,随着 “点火” 指令下达,运载火箭尾部喷出橘红色火焰,带着 “东方红一号” 缓缓升空。指挥棚里的计时器开始跳动,从 “0” 到 “19”,每一秒都像一个世纪,团队成员的目光在计时器、示波器、基准时钟间来回切换,心理经历着 “期待 紧张 煎熬” 的剧烈起伏,每一秒的推进,都在靠近那个决定星地通信成败的第 19 秒。
05 秒:升空初期的 “稳定观察”。火箭离地后,计时器显示 “05”,地面站的遥测数据显示 “火箭姿态稳定,速度 780 米 / 秒”。王工松了口气,之前担心的 “点火后姿态偏移” 未出现;陈恒盯着基准时钟,频率仍稳定在 5.000000000 兆赫,“只要基准不乱,后面的频率就有准头”。李敏的手指仍悬在示波器按键上,屏幕上还是噪声,但她知道,此刻卫星还在稠密大气层中,信号会被电离层遮挡,真正的捕获窗口还没到。
610 秒:突破音障的 “信号空白”。计时器跳到 “10” 时,火箭突破音障,产生的冲击波让指挥棚的窗户轻微震动。遥测数据显示 “卫星整流罩正常,速度 2.3 马赫”,但地面站仍未收到任何信号 —— 这是预期中的 “信号空白期”,因为音障产生的等离子体鞘会屏蔽电磁波。“别慌,1015 秒还是空白,15 秒后信号才可能穿透。” 老钟提醒大家,他的目光却没离开基准时钟,生怕这段时间频率出现漂移。
1115 秒:信号穿透的 “期待升温”。计时器显示 “15”,遥测数据传来 “卫星已穿出稠密大气层,整流罩分离”。李敏立即按之前的计划,提前 0.1 秒按下 “信号放大” 按键,示波器的增益瞬间提升,屏幕上的噪声开始 “跳动”—— 这是信号即将出现的征兆。“之前模拟器测试时,15 秒后就会有微弱信号,现在应该快了。” 李敏的声音有些发颤,手心全是汗,陈恒凑过来,两人一起盯着屏幕,连呼吸都放轻了。
1618 秒:信号前兆的 “紧张峰值”。计时器跳到 “18”,示波器上突然出现一丝微弱的 “波动”—— 频率接近 108 兆赫,但强度只有 127dBm(低于捕获阈值 117dBm)。“是它!但信号太弱了!” 李敏赶紧调整增益,将阈值降至 127dBm,同时启动 “信号累积” 功能(将 0.1 秒内的信号叠加放大)。老钟立即查看基准时钟,频率仍稳定,“不是基准的问题,是卫星还在上升,距离太远,信号还没强起来”。指挥棚里没人说话,只有计时器的 “滴答” 声和示波器的电流声,所有人的心跳都跟着屏幕上的波动起伏。
19 秒前 0.1 秒 19 秒:捕获窗口的 “终极等待”。计时器显示 “18.9” 时,李敏的手指按在 “信号锁定” 按键上,眼睛死死盯着屏幕;王工的声音几乎要屏住:“快了,就差 0.1 秒!” 19 秒整,示波器上突然跳出一条清晰的波形 —— 频率 108.0000185 兆赫(对应近地点 + 18.5 赫兹微调),波形带着 19 层嵌套算法的特征(每个波峰间隔 0.07 秒,与 r=3.72 的迭代周期一致)!“抓到了!是加密信号!” 李敏的声音突然拔高,陈恒立即喊道:“确认频率!比对基准!” 老钟快速核对:“108.0000185 兆赫,与基准分频信号差 0.00001 赫兹,是目标信号!”
第 19 秒的信号捕获,不是 “突然出现” 的偶然,而是之前所有技术积累的必然 ——37 立方厘米加密模块的正常启动,37 赫兹微调系统的精准补偿,1962 年基准时钟的稳定校准,还有团队 19 次模拟器测试的经验,共同在这一秒,实现了地面与 370 公里外太空的 “第一次加密对话”。
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三、信号捕获瞬间:技术验证与团队的 “释压时刻”
“东方红一号” 升空第 19 秒,地面站成功捕获星地加密信号的瞬间,指挥棚里的紧张氛围瞬间被打破 —— 但团队没有立刻欢呼,而是按 “信号确认→频率校准→解密验证” 的流程,快速完成技术验证,确保捕获的是 “东方红一号” 的目标信号,而非干扰。这个过程仅用了 19 秒,却凝聚了团队 8 年的技术积累,每个人的动作、表情,都带着 “踏实” 与 “释然”,也藏着对之前所有付出的回应。
信号特征的 “快速确认”。第 19 秒 0.01 秒,李敏立即调取信号的 “三大特征”:频率 108.0000185 兆赫(符合近地点 + 18.5 赫兹微调)、波形周期 0.07 秒(对应 19 层嵌套算法 r=3.72)、调制方式 “移相键控”(星地链路预设方式)。“特征全对!不是干扰!” 她快速在记录本上画下波形,旁边标注 “19 秒捕获,特征匹配”。陈恒凑过来,用放大镜确认波形细节:“每个波峰的间隔都一样,是我们的加密算法,没错!” 指挥棚里响起一阵压抑的掌声,有人悄悄抹了抹眼角。
频率与基准的 “精准比对”。第 19 秒 0.07 秒,老钟将捕获信号的频率与 1962 年基准时钟的分频信号(108 兆赫)比对,差值仅 0.00001 赫兹(远低于 ±0.01 赫兹的误差允许范围)。“频率准得很!微调系统在工作!” 老钟的声音带着激动,他之前担心发射震动会让微调系统失效,现在数据证明,37 赫兹微调不仅正常,还精准补偿了近地点的频移。“1962 年的老钟没掉链子,卫星的微调也没掉链子!” 老钟拍了拍基准时钟,表盘上的频率数字,仿佛也在为这个瞬间 “喝彩”。
加密信号的 “实时解密”。第 19 秒 0.1 秒,张工将捕获的信号接入解密模块,输入预设密钥(基于蒙语谚语 “ɡurɑn ɡɑl ɑlɑn”)。0.07 秒后,解密模块输出数据:“温度 25℃,电压 28.1V,姿态角 0°”—— 与卫星发射前的预设状态完全一致!“解密成功!数据对得上!” 张工举着解密结果,声音有些颤抖,这是 37 立方厘米加密模块第一次在太空环境下验证成功,之前 19 次地面
第869章 “东方红一号” 升空[1/2页]