1949年10月1日第一麵五星紅旗飄揚在天安門廣場上空。再過5天就是我國民族的傳統節日——中秋節。在這一天，錢學森夫婦和十幾位中國留學生在一起歡度這一佳節，他們邊賞月邊傾訴情懷，深為祖國的新生而歡欣，並對祖國的美好前景充滿著憧憬。就在此時，錢學森心中萌發起一個強烈的願望：早日回歸祖國，用自己的專長為國家建設服務。
正當此時，朝鮮大地燃起了戰爭的烽火。作為挑起這場戰爭的美帝國主義，在它的國內，正在掀起一股瘋狂反共的政治浪潮，幾乎每天都發生對大學和其他機構的人員進行審查和威脅性的事件。這股逆流毫無例外，也波及到加利福尼亞理工學院。
由於學院馬列主義小組書記威因鮑姆被捕，美國聯邦調查局的懷疑落到錢學森的身上。1950年7月，美國政府決定取消錢學森參加機密研究的資格，理由是他與威因鮑姆有朋友關係，並指控錢學森是美國共產黨黨員，非法入境。
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這些無端的指控均被錢學森一一駁回。但是，錢學森已無法忍受這一切，決定以探親為理由立即返回自己的祖國，準備一去不返。他會見主管他的研究工作的美國海軍次長金布爾，向金布爾嚴正聲明，他準備立即動身回國。
金布爾聽後大為震驚。他認為：“錢學森無論放在哪裏，都抵得上五個師。”還叫嚷什麼：“我寧可把他槍斃了，也不讓這個家夥離開美國！”所以當錢學森一走出他的辦公室，金布爾馬上通知了移民局。不知情的錢學森，做好了回國的一切準備，辦理好回國手續，買好從加拿大飛往香港的飛機票，把行李也交給搬運公司裝運。
1950年8月23日午夜，也就是錢學森舉家打算離開洛杉磯的前兩天，突然收到移民局的通知——不準全家離開美國。與此同時，美國海關扣留了錢學森的全部行李。
錢學森被迫回到加利福尼亞理工學院，聯邦調查局派人監視他的全家和他的所有行動。
9月6日錢學森突然遭到聯邦調查局的非法拘留，被送到移民局看守所關押起來。在看守所，錢學森像罪犯似的受到種種折磨。錢學森曾回憶說：“在被拘禁的15天內，體重就減輕30磅。晚上特務每隔1小時就來喊醒我一次，完全得不到休息，精神上陷入極度緊張的狀態。”
錢學森無端被拘留後，加利福尼亞理工學院的師生和錢學森的老師馮·卡門以及一些美國友好人士，向移民局提出強烈抗議，為他找辯護律師，還募集15萬美元保釋金把錢學森保釋出來。
從此，錢學森繼續受到移民局的迫害，行動處處受到移民局的限製和聯邦調查局特務的監視，不許他離開他所居住的洛杉磯，還定期查問他。
錢學森就這樣失去了5年的自由。然而，錢學森摯愛祖國的赤子之心反而更加熾熱。他日夜思念著新中國，他堅持鬥爭，不斷地向移民局提出離開美國回國的要求。有國不能歸的錢學森，在那5年間沒有停止鑽研他所熱愛和獻身的科學事業。當時，美國政府阻止他離開美國，是因為他研究的火箭技術與國家的國防建設有關，想通過滯留他來阻攔新中國科學技術的發展。
當錢學森知道這點後，感到萬分氣憤。於是，他另行選擇“工程控製論”新專業進行研究，以利於消除回國的障礙。
經過努力，於1954年他用英文寫出30多萬字的《工程控製論》。實際上，工程控製論與生產自動化、與電子計算機的研製和運用、與國防建設都密切相關，隻不過當時美國當局沒有認識到這點而已。
錢學森返回祖國的鬥爭，也得到祖國的關懷和支持。1954年4月26日，印度支那國際會議期間，中國代表團秘書長王炳南與美國代表團負責人亞·約翰遜分別代表兩國政府開始關於平民回國問題的接觸。在接觸中，王炳南特別指出，美國正在阻撓許多旅居美國的中國人返回中國，其中包括科學家錢學森。
1955年6月的一天，錢學森擺脫特務監視，在寄給比利時親戚的信中，夾帶了一封書寫在香煙紙上、給全國人大常委會副委員長陳叔通的信，請求祖國幫助他早日回國。陳叔通先生收到信的當天，就把它送到周恩來總理的手裏。
1955年8月1日，中美大使級會談在瑞士日內瓦舉行，王炳南大使按照周總理的授意，以錢學森要求回國的這封信為依據，與美方交涉，迫使美國政府允許錢學森離美回國。
1955年9月17日，錢學森與他的夫人和兩個幼兒終於乘坐美國“克利夫蘭總統號”郵船，離開了洛杉磯，駛向地處東方的祖國。
10月8日，幾經周轉，錢學森抵達廣州，踏上祖國的土地，倍感親切，不盡感慨萬千，麵對前來接待他的中國旅行社同誌，錢學森說：
我一直相信：我一定能夠回到祖國的，今天，我終於回來了！
回國後，錢學森很快就被賦予重任，出任衛星研製小組組長，緊接著就全身心地投入到祖國的科研事業當中，釋放自己的全部能量。
科技大學開學了。錢學森看著一個個稚嫩的麵孔，背著被褥，或擔著擔子從北京火車站，到玉泉路報到的情景，心裏無比地高興。
中國科學院科學技術大學開學後，開設了一係列有關空間技術的課程，包括錢學森講《星際航行概論》，趙九章講《高空大氣物理學》，陸元九講《陀螺及慣性導航原理》等，後來這些學生都成了我國航天科技的骨幹。
趙九章率團訪蘇考察衛星
1958年10月16日，根據中蘇科學技術協定，由趙九章、衛一清、楊嘉墀、錢驥等科學家組成的“高空大氣物理代表團”到蘇聯進行考察，主要目的是考察衛星工作。
曆史，把一個神聖的使命交給了趙九章。
在北京飛往莫斯科的圖104國際航班客運機上，趙九章坐在機艙右排窗前，此刻，他一個人正在靜靜地沉思著，顯得溫和而又沉穩。
想去蘇聯取經學習放衛星，已是3個月前的事，今天終於如願以償，胸中不免有種豁然開朗似的快感。然而，在這快感的背後，又有種使命的重負，悄悄地壓迫著心頭。
“581”衛星組已經成立兩個多月，雖然在“破除迷信，解放思想”這一口號的鼓動下，各處都滿腔熱情，幹勁衝天，紛紛開始放衛星，並且在短短的時間裏，便拿出了總體方案的設計以及衛星、火箭和構造模型。
但是，到底怎麼放衛星和放什麼樣的衛星等一係列問題並未仔細考慮和來不及考慮，而隻是憑著一種熱情，一種忠誠，一種新奇和神秘，關起門來搞設計。
因此，為了探索一條發展中國人造衛星和運載火箭研製的道路，為了學習和了解蘇聯的先進科學技術和成功的經驗，同時也企望得到蘇聯“老大哥”的幫助和支持，根據中蘇科學技術協定，中國科學院決定派代表團前往蘇聯進行考察。
昨晚，科學院領導張勁夫等，特意來看望了即將赴蘇的幾位科學家，並一再囑咐說：
這次去蘇聯學習考察人造衛星和火箭技術方麵的情況，一定要想法多考察些地方，多學些成功的經驗，回國後，要在這次考察的基礎上，盡快拿出中國人造衛星的具體方案！
是的，蘇聯畢竟有了多年探索的曆史，畢竟有了兩顆人造衛星成功的經驗，此行倘若能達到預想之目的，中國研製第一顆人造衛星的步伐必然會大大加快，而且成功的把握也會大得多。但如此重任，這次能順利完成嗎？
想到此，趙九章的心底泛起一絲淡淡的隱憂。他掏出工作日記本，隨手翻開，認真查看起來。
經過幾個小時的飛行，中國代表團的飛機抵達莫斯科，飛機降落時，蘇聯有關專家和工作人員便走出候客廳，將５位中國專家熱情地迎下舷梯。
雙方經過短暫的外交禮節之後，幾輛黑色小轎車便載著中國代表團，悄無聲息地駛向高爾基大街。
代表團到達後住進了莫斯科中國飯店，受到了很熱情的款待，今天安排參觀市容，明天安排參觀博物館，就是不安排到科學研究機構參觀。第一天，中國代表團參觀了蘇聯天文台；第二天，中國代表團參觀了空間電子所；第三天，中國代表團看到的卻是老鼠試驗生物艙。
但中國代表團學習心切，因此在某些方麵仍感到有種種的不滿。於是，代表團團長趙九章在一次晚飯後的散步中，對負責接代的蘇方人員安德烈說：
安德烈先生，在這一個多月的學習考察中，我們從貴國學到了不少寶貴的成功經驗，對此我們深表謝意！不過，我們考察學習的時間畢竟有限，你們能否盡快安排我們看看衛星設計研究院和衛星發射場，以便讓我們對發射衛星建立一個直觀的認識，回國後好讓我們的衛星研製得以盡快投入。
聽完趙九章的話後，安德烈把目光轉向一邊，走了幾步才回答說：
你們的心情我可以理解，但你們的這個要求，我還得請示上級有關部門。等有了明確指示，我再作安排。
兩天後，蘇方告知中國代表團果真有了新的安排。在一個陽光明媚的上午，中國代表團懷著激動的心情走進了蘇聯中央氣象局火箭大廳。
大廳中央的一個平台上，躺著一枚探空火箭的頭部，直徑大約有１米。５位中國專家被指定站在距火箭３米遠的地方，聽蘇聯一位專家介紹火箭的有關情況。
盡管中國專家們見到的隻是火箭的一個腦袋，但畢竟是第一次見到蘇聯火箭，因此神情顯得格外專注，看著看著，雙腳便情不自禁地朝火箭身邊移動起來，想湊過去瞧瞧火箭的內部結構和控製係統到底是個什麼模樣。
“同誌們，請留步！”陪同參觀的蘇方人員急忙出麵阻止，並婉言解釋說，按上級有關部門指示，今天的參觀，沒有接觸火箭內部係統這項內容。
迫於無奈，中國專家們隻好退回原處。遠距離地細心觀察隻露出來的那一小截。