星际航行座谈会：60年代初，各方对卫星有多大用途都不清楚。钱学森主张积极发展卫星，接苏联第一名宇航员加加林上天的东风，61年起举办12次星际航行座谈会。最终达成共识，卫星与导弹互为表里，相互为用，发射卫星与发射导弹所需的火箭技术基本一回事，卫星表面上民用，实际上主要目的还是军用。中国第一颗卫星工程及十年规划捆绑在一起，一开始就包括多个系列卫星和宇宙飞船。63年1月，钱学森从上海机电设计院抽调朱毅麟、李颐黎、褚桂柏和孔祥言四人，亲自指导，开展人造卫星研究设计的先期准备工作。收集和学习国外人造卫星和其他航天器技术资料，并在此基础上编制我国卫星和空间技术的发展规划。收集“泰罗斯”气象卫星、“发现者”返回式侦察卫星、“子午仪”导航卫星、“回声”无源气球通信卫星、“电信”通信卫星和GEO通信卫星“辛康”等资料。特别是泰罗斯和发现者，前者料详尽，后者有潜在军事用途。对发现者卫星的考察促使及早开始研制回式卫星。还收集了加拿大“百灵鸟”、英国“羚羊”和月球探测器“徘徊者”资料。详细了解美国“水星计划”和“双子星”飞船计划。四人小组63年秋完成《中国1964～1973年空间技术发展规划（草案）》。64 年春季，4人先后返回上海机电设计院，成立第七研究室从事人造卫星研究设计工作。包括5个工程组，即总体设计、结构与温控、姿态控制、电源和跟踪遥测遥控。65年5月完成人造卫星方案设想，未被采用。

581临时任务：64年12月赵九章建议上马卫星，周恩来65年1月批示。赵九章认为发射卫星比洲际导弹容易一些，因为导弹需要强大的海军配合进行全程试验，解决弹头重返大气层的问题。卫星只需要进入轨道就行了。
65年1月8日，钱学森提出报告，建议制订卫星研究计划。认为“人造卫星有以下几种已经明确的用途：测地卫星、通讯及广播卫星、预警卫星、气象卫星、导航卫星、侦察卫星。重量更大的载人卫星在国际上的应用，现在虽然还不十分明确，也得有所准备。现在我国弹道式导弹已有一定的基础，现有型号进一步发展，即能发射100公斤左右重量的仪器卫星。”65年4月29日，国防科委提交70-71年发射第一颗卫星的报告。5月6日中央专门委员会第12次会议决定上马卫星，中科院负责卫星工程总体及卫星，七机部负责火箭，地面观测、跟踪、遥控系统以四机部为主，科学院配合，总后医学科学院参加，国防科委总协调并建设试验基地。中国第一颗人造卫星的研制任务正式启动。6月临时任务代号581，中科院规划第一颗卫星与未来十年卫星系列。5月31日成立卫星本体、地面设备、生物、轨道四个小组。第一颗卫星三个方案可选择，何正华提议第一颗卫星叫东方红一号。中科院7月1日呈报中央专委《中国科学院关于发展我国人造卫星工作的规划方案建议》的报告，提出第一颗人卫星可供选择的三个方案等。专委8月9日、10日第13次会议批准。要求第一颗卫星必须考虑政治影响，应比苏美第一颗先进，要听得见。卫星工程代号定为651任务，国防科委负责组织协调。

卫星十年规划：65年6月，中科院581临时任务中，规划第一颗卫星与未来十年卫星系列。生物组由生物物理研究所负责。规划分试验卫星和应用卫星两大系列，并完成6种卫星本体设计方案。中科院7月1日报告建议：确定以我为主，大力协同，由易到难。十年规划中首先发射科学试验卫星，再发展以返回式卫星为重点的应用卫星系列。着重发展以军用卫星为主的应用卫星系列，结合进行空间科学控测。军用卫星中又以侦察卫星为主，其次是气象卫星、导弹预警卫星、通讯卫星、生物卫星和载人飞船。初期以中远程火箭为基础适当修改或配以专门研制末级火箭组成，下一步发展大推力运载火箭。卫星发射场利用已有的火箭发射试验基础，同时在适当地点新建发射场。地面观测系统研制周期长，工作量大，必须分期建设，以近为主，远近结合。报告提出第一颗人卫星可供选择的三个方案，卫星轨道选择和地面观测网的建立，重要建议和措施等5个问题作了论述。三个附件包括国外空间活动及人造卫星发展概况；六种主要人造卫星的本体设计方案；人造卫星轨道设计方案。报告并提出，请国防科委设立专门机构领导和组织协调，中科院设立卫星设计院，国内建立必要的地面观测网，并在今后有条件时在海外设立观测站等。中央专委第13次会议讨论报告并原则批准有关建议。同时确定卫星发展方针由简到繁，由易到难，从低级到高级，循序渐进，逐步发展。确定科学院可以先按报告规划开展工作。中科院方案论证会（651会议）10月20日到11月30日，规划发展对地观测、通信、广播、气象、预警等各种应用卫星。
66年5月10日到25日，中科院召开卫星系列规划论证会议，赵九章提出“对我国卫星系列规划设想”，“以科学实验卫星作为开始和打基础，以测地卫星，特别是返回式卫星为重点，全面开展包括通信、气象、核爆炸、导弹预警、导航等卫星，配成应用卫星的完整体系，进一步在返回式卫星的基础上发展载人飞船。”确定重点和排队是：侦察测地卫星、通讯卫星、气象卫星、载人飞船、导航卫星。讨论了侦察卫星技术方案，讨论了军事医学科学院关于载人飞船在军事任务中的作用等报告。同时安排侦察卫星以及其它空间技术的预研课题170多项。形成《发展中国人造卫星事业的十年规划》。

中科院651工程：中科院65年8月成立三个小组研究卫星，草拟第一颗人造卫星总体设计方案；提出院内外各有关单位分工协作方案；提出第一颗卫星发射及今后一系列卫星研制所需的组织措施和条件保证；草拟卫星设计院的组织方案等。10月的方案论证会确定第一颗卫星科学探测，并赞同何正华提出的第一颗卫星为一米级，东方红一号名称和播放东方红乐曲。为发展各种应用卫星取得基本经验和设计数据。具体任务是测量卫星本体的工程参数，探测空间环境参数，奠定卫星轨道参数和遥测遥控的物质技术基础。同意第一颗卫星在重量、寿命、技术等方面，都要比苏美第一颗卫星先进，并做到“上得去、抓得住、测得准，报得及时，听得到、看得见”。慎重初战，努力做到一次成功。
66年1月25日成立中科院卫星设计院（代号651设计院），对外名称科学仪器设计院。赵九章任院长，钱骥副院长。东方红卫星总体组钱骥领导，全组11个人。确定卫星分系统组成是《东方红》乐音装置、短波遥测、跟踪、天线、结构、热控、能源和姿态测量等。卫星研制工作分为：模样、初样、试样和正样四个阶段。首先证明技术可行、生产可能，验收后出模样星。通过模样星拟订各分系统研制任务书。用初样产品总装出考核卫星结构设计，热控制设计等的结构星、温控星等。通过试验改进直到达成设计要求。然后协调确定试样星以及正样星技术规范。66年5月31日确定卫星70年发射，命名东方红一号，火箭东四加固体三级，命名长征一号。66年11月11日，人造卫星研制工作汇报会上，中科院提出因院所领导机构全部瘫痪，卫星总体工作无力进行，建议指派中科院新领导或其他部门研制。年底中央专委会议上，聂荣臻严重指出，若不尽快拿出解决方案，卫星任务将拖延，甚至整个工程夭折。周恩来特派中科院的刘西尧参加会议，提出卫星工程改由国防科委直接组织领导。12月，中科院完成总体技术方案设计。

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