第三章
四、實施研製方案
●1966年１月，中央宣布成立中國科學院衛星設計院，代號651設計院，公開名稱為科學儀器設計院，趙九章任院長，楊剛毅任黨委書記，錢驥等為副院長。
●1967年12月，國防科委再次召開第一顆人造衛星研製工作會議，審定了總體方案和各係統方案，正式命名第一顆人造衛星為“東方紅1號”。
●周恩來望著航天專家們依依不舍的神情，便以豪邁的語調高聲對大家說：“同誌們，大膽地幹去吧！搞科學試驗嘛，成功和失敗的可能性都存在。”
● 實施研製方案
趙九章擔任衛星設計院院長
1966年１月，中央宣布成立中國科學院衛星設計院，代號651設計院，公開名稱為“科學儀器設計院”，趙九章任院長，楊剛毅任黨委書記，錢驥等為副院長。
651設計院東方紅一號衛星總體組由錢驥副院長領導，全組11個人：組長負責全麵，並側重結構，環境條件及運載工具協調；副組長負責電器部分包括整星電路、電纜布局、連接安裝等；成員分別負責衛星跟蹤測軌係統、軌道設計、遙測係統、電源係統、姿態控製、結構係統等；總體組確定東方紅一號分係統的組成是《東方紅》樂音裝置、短波遙測、跟蹤、天線、結構、熱控，能源和姿態測量等。
趙九章被任命為651設計院院長，這無疑是個沉重的擔子，而這個看似文弱的科學家卻出色地完成了黨交給他的任務，在他身上有著許多故事。
趙九章生於1907年，浙江吳興縣人。1933年，他從清華大學物理係畢業後，便留學德國，並於1938年獲德國柏林大學氣象學博士學位。
1939年回國後，他擔任了西南聯大教授。1944年，曾開拓中國近代氣象學的著名氣象學家和地理學家竺可楨先生，將中央研究院氣象研究所所長的重擔擱在了他的肩上。
新中國成立後，趙九章出任中國科學院地球物理研究所所長，並於1955年被推選為中國科學院地學部委員，同時，還當選為中國氣象學會理事長和中國地球物理學會理事長。
竺可楨先生在1945年４月５日對趙九章出任氣象研究所所長曾經有過這樣一段評價：
九章到所10個月，對所裏行政大事改進和研究指導有方，且物理為氣象之基本訓練，日後進步非從物理著手不行，故趙代所長主持，將來希望自無限量。
趙九章果然不負眾望。這位在國內外享有盛譽的地球物理學家、氣象學家、空間物理學家，後來在發展中國氣象學、固體地球物理學和空間科學方麵，做出了極其重大的貢獻。
趙九章不僅具有開拓精神，而且心胸廣闊，富有卓識遠見。早在建國初期，他就積極培植和推動了與空間探測有關的基礎研究。
在國際地球物理年間，他作為中國委員會的副主席，協助竺可楨主席積極組織和改進中國地球物理綜合觀測，擴大了這一研究領域，為在中國開展空間探測打下了基礎。
利用人造衛星對空間進行探測，是國際地球物理年活動的重要內容。蘇聯衛星剛一上天，趙九章對此便在報上發表了熱情洋溢的文章，以其敏銳的科學遠見指出：“人造衛星的發射，是空間探測新的裏程碑。”
作為中國地球物理研究所的所長，他理所當然地要考慮中國的人造衛星。他首次向中國科學院黨組提出了研製中國人造衛星的計劃和相應的機構問題。在他和錢學森的積極倡導組織下，中國科學院很快成立了衛星工作組——“581”組。
趙九章作為該組常務副組長，除了從各臨近學科抽調精幹的科研技術人員組成工作班子外，還在科技大學創辦了包括遙感、遙測、大氣物理和空間物理專業在內的地球物理係，並親自兼任係主任，講授空間物理學，為我國培養了大批大氣物理、固體地球物理和空間物理方麵的科技人才。
同時，在地球所內，他還親自領導了一個研究組，開展對空間物理的研究。中國的第一本《高空物理學》，便是出自他的手筆。
趙九章既有深厚的學識基礎理論，又有豐富的實踐經驗，因此，在思考中國的航天事業該怎樣起航時，他便具有了比一般人更為廣闊的胸懷和更為高遠的目光。
中國的人造衛星剛一起步，他就把目光投向衛星已經升起的蘇聯。因為他知道，探索空間、開發宇宙，是全人類的共同使命，中國若能借助蘇聯先進的翅膀，便可加快實現騰飛。
在趙九章院長的帶領下，總體組與衛星辦公室密切合作，將千頭萬緒的研製任務分解為一個個具體課題，製成數百張任務卡片，下達各研究所。
用自己的手，送我國的衛星上天。這是廣大科技人員多年的熱切期望，大家群情激奮，熱血沸騰，接到任務的廣大科技人員更是興奮不已。
在中關村科學城裏，白天可以看到大家忘我工作的場麵，晚上科研和宿舍大樓，燈火通明，生機勃勃，一派興旺景象。各分係統密切配合，“東方紅1號”衛星研製進展非常迅速。
為確保衛星的質量，總體組於1967年１月提出“東方紅1號”研製工作分為：模樣、初樣、試樣和正樣四個階段。
各分係統首先製作實驗線路，裝出性能樣機，證明技術上可行，生產上可能，由總體組指派驗收組進行驗收通過後出模樣星。通過解決模樣星總裝試驗出現的矛盾，確定協調參數，在此基礎上擬訂各分係統的初樣研製任務書。用初樣產品總裝出考核衛星結構設計，熱控製設計等的結構星、溫控星等。
通過試驗，改進，再試驗，再改進，直至達到設計要求。然後協調確定研製試樣星以及正樣星的技術規範。
麵對艱苦的科研活動，不但科研人員在做，科研管理人員在全力以赴為一線服務的同時，也積極想辦法。自動化所黨委書記呂強同誌談過這樣一個事情：
他們所一次在室外做一個部件試驗，時值隆冬，寒風凜冽，同誌們進行操作，１次，２次，３次……１小時過去了，２小時過去了，３小時過去了……絲毫沒有成功的跡象。
他建議：“同誌們吃夜宵後再說。”可是大家紋絲不動。他十分著急，顧不得一切，壯著膽為試驗“出點子”說：“把那個小帽子反過來試試看。”竟然試驗獲得成功了。在場的同誌們鼓掌呀，跳躍呀，好一場盛況！
當然，他並不明白成功的道理，可這卻是科學院群策群力攻關的一個縮影。
發射衛星最重要的是地麵跟蹤測軌問題。趙九章所長曾說過這樣的話，試想一顆幾米尺度的衛星送上軌道後，就像幾公裏之外的一隻蒼蠅，如果不能緊緊抓住，如何去找它？
因此，發射衛星，首先要把衛星運行規律、軌道計算、測量、預報以及跟蹤站的布設等搞得一清二楚。科學院理當把此任務承擔起來，先走一步。他請數學所關肇直所長立即組織人員落實此事。
1966年1月到3月，在651設計院組織有關專家對短弧段跟蹤定軌進行大量模擬計算和分析研究的基礎上，肯定多站多普勒獨立測軌的方案，使我國中低軌道衛星的跟蹤測軌係統形成中國自己的特色。
3月22日至30日，召開地麵觀測係統方案論證會，審定了各分係統的方案。
不久，在4月召開的兩次軌道選擇會議上，根據實際需要和可能，與會者一致作出了將軌道傾角從40度左右增大到70度左右的結論，不僅根本改善了衛星軌道的總體性能，而且節省了地麵站建設的大量投資。
中國科學院與國防部五院、四機部及全國許多部門、單位密切合作，衛星研製工作不斷有進展，地麵設施一個一個地建立起來：自動化所、電子所。此時，科學院的衛星研製基本完成。
1967年1月之後，科學院衛星研製科研隊伍、試驗基地、科研設施、工廠，以及研製任務一起交給了國防部門。1968年成立了中國空間技術研究院，繼續完成了“東方紅1號”衛星的研製工作。
劉承熙設計衛星音樂裝置
在“東方紅1號”人造衛星最後一次方案論證會上，將發射內容抽象地概括為了四句話：
上得去，聽得見，看得到，跟得上。
其中，“聽得見”這三個字，就是指“東方紅1號”人造衛星上天後，不僅要能在天上麵對全球高唱《東方紅》，而且，地上還必須要“聽得見”天上高唱的《東方紅》；唯有如此，方能證明天上的衛星的確唱了《東方紅》。
為此，“聽得見”這三個普通而簡單的字眼便顯得意義非凡，格外沉重。
一個令人十分尷尬的難題是：到底是讓上天後的衛星唱《東方紅》的全曲，還是隻唱《東方紅》的部分音節？盡管反複商討、研究多次，但到底采用何種方案，始終定不下來、誰也不敢定下來。問題便發展到用正式報告的形式，把兩種方案都同時交給了中央。聶榮臻、周恩來等人審罷報告後，批準了上天後的衛星隻唱《東方紅》前8個音節這一方案。
接受這項任務的劉承熙隻有32歲是江蘇無錫人。
1966年8月的一天，室裏領導找他談話：由他負責組織幾個人，完成“東方紅1號”衛星在太空播放《東方紅》樂曲的任務。
劉承熙一聽，高興得簡直不知道說什麼好了。當即便滿口答應下來，並表態說：“請組織放心，一定保證完成任務！”而且，一聽是讓衛星在太空高唱《東方紅》，心情就有一種說不出來的激動，仿佛《東方紅》那清新渾厚的旋律，頓時便在心中鳴響起來。
《東方紅》全曲共是16小節，若全曲播放一遍，需要40秒鍾。上級已經批準，隻讓衛星播放“東方紅，太陽升，中國出了個毛澤東”這前8個小節，但如何巧妙而又合理的來處理好前8個小節呢？
經過認真反複地分析研究後，劉承熙決定作這樣的設計：為突出思想主題，在40秒鍾內先重複播送兩遍《東方紅》樂曲的前8個小節，然後間隔5秒鍾，再繼續播送《東方紅》樂曲的前8個小節。這樣，為了簡化衛星結構和減輕衛星重量，用一個發射機，便可實現交替傳送《東方紅》樂音和遙測信號的目的。
但這《東方紅》樂曲是麵對全世界播放，究竟模仿什麼樂器的聲音更悅耳動聽呢？
劉承熙進行了苦思冥想，他反複搜索自己腦子裏貯存的音樂信息，尋找著跳動的音符。最後，他突然想起北京火車站鍾樓的報時聲。他高興得跳了起來一拍腦袋，說：“有了！”
於是，劉承熙當晚便擠上公共汽車，趕到北京車站，他站在鍾樓之下，反複聆聽了好幾遍。那悠揚悅耳的鍾聲，聲聲震蕩著他那顆焦慮而又急切的心，令他浮想聯翩，茅塞頓開。直到很晚很晚，末班車已經收車了，他才戀戀不舍地滿腦子琢磨著樂曲離開了北京車站。
接著，劉承熙又開始打聽北京的大小樂器商店，打聽到一家，便跑去一家，同商店負責人協商好後，逐一對鋼琴、揚琴、柳琴、手風琴以及三弦、琵琶、二胡、提琴、黑管、雙簧管、長笛等樂器進行仔細聆聽，反複揣摸，看到底模仿哪一種樂器的聲音演奏《東方紅》樂曲更為恰當。
那些天裏，劉承熙從早到晚滿街跑，滿腦子飄蕩著的全是各種樂器聲，甚至時至夜半，躺在床上的他仍在琢磨玩味：若是采用鋼琴聲，聲音倒是渾厚深沉，但又太複雜；若是采用風琴聲，音色倒是優美，但又不夠明亮；要是采用長笛或雙簧管，聲音雖然悠揚而明快，但似乎又顯單調了點。
這事折磨了他整整一個星期，最後他終於選定了一種叫鋁板琴的聲音。因為這種聲音不僅清晰、悅耳、動聽，而且實現起來線路簡單，可靠性強。
於是，劉承熙和其他幾位同事，在北京樂器研究所和上海國光口琴廠的大力協助和支持下，決定采用北京車站鍾聲的節奏和鋁板琴的琴聲。但因考慮到北京車站鍾聲的線路比較複雜，實現起來難度較大，便決定改用電子音樂——用電子線路製造複合音響，從而產生出動聽的《東方紅》樂曲，並使用無觸電電子開關。