1965年，中国第一颗人造卫星“东方红一号”开始研制。
1970年4月24日，它在太空中奏响了《东方红》，通过电波让全世界听到了中国的声音。
当年的电子技术水平，还没有存储器或大规模集成电路、更没有处理器和程序代码。依据史料分析，那台在卫星上播放乐曲的关键设备“东方红乐音装置”，依靠数百枚晶体管搭出时序、译码和音调发生等功能——那是中国最早的电子音乐，也是中国电子工业起步的见证者。
▲左图为“东方红一号卫星乐音装置”备份机（藏于中国航天科技集团五院，图片来自于网络），右图为我校师生复刻版本
半个多世纪后，西安电子科技大学空间科学与技术学院新工科改革“电子信息融合式课程”的第一批学员，在课程组的谢楷教授、张宝高工和多名老师的指导下，依据史料还原当年的技术路线、用当年的元器件工艺，完整复刻了这台“东方红一号乐音装置”。它不是外观模型，不是录音播放器，而是与原设备技术状态一致、真正能通过短波发出《东方红》无线电信号的“古法复刻”品。
展开剩余88%“这是技术版的‘忆苦思甜’。”复刻团队感叹，“在诸多技术限制下，从零开始亲手实现一次，才知道当年有多不容易。”
PART 01
没有芯片的年代：四五百个晶体管，搭出一首乐曲
在空间学院自主创新实验室的复刻现场，一块布满“古董”元器件的电路板引人注目。老式镀金外壳的晶体管一排排站立，红色的漆封云母电容点缀其间，密密麻麻的导线从板子上引出，汇成一束束物理意义上的“总线”。
▲实验室中的“东方红一号乐音装置”线路板调试现场
▲实现译码逻辑的近400枚晶体管
这不是什么古董，而是刚刚被复刻出来的东方红一号乐音装置的电路板。“当年没有录音机、没有集成电路，没有单片机更没有代码程序。”谢老师介绍，1965年启动研制时，中国能用的最先进元件就是晶体管(二极管、三极管）。国内第一颗硅晶体管1963年才问世，两年后就被用在了这颗卫星上。
▲按1960年代工艺复产的老式晶体管（图中银色柱体）
“可以说，为了造这颗卫星，我们国家才有了第一批晶体管、第一代半导体技术和数字计算机的雏形。它带动了整个中国电子工业的起步。”
这台复刻装置由四层电路板构成：
底层是时序电路，使用约40枚晶体管搭出8位二进制 “节拍器”，它为乐曲提供了统一的节拍信号；
中层是译码电路，相当于音乐的“乐谱”，决定何时哪个音符该响；这部分最为复杂，用了约400枚晶体管来实现40个音符的曲谱；
再往上是音调电路，相当于“乐器”，它使用了约50枚晶体管产生9种不同频率的音符和14种声响组合，还模拟了类似“板琴”的庄重音色和抑扬顿挫效果；
顶部则是电源、功率放大和短波调制发射部分。
▲乐音复刻装置的电路板：时序电路（底层）、译码电路（中下层）、音调电路（中上层）、电源、功率放大和短波调制发射部分（顶部）
PART 02
反推技术方案：从一段旧录音还原电路
最难的环节是技术方案还原，因为可查找资料几乎为零。
当年东方红卫星的技术资料至今没有公开。项目团队能找到的，只有70年代留下的少量技术性描述，以及一些纪录片里的原声片段。
“我们要反推。”主负责乐音装置复刻项目的王子轶同学说，“比如找到当年的录音，分析它的波形包络，推断它用了什么样的振荡电路、什么样的音色发生方式。”从一张大致的框图、几段30秒的录音，到画出完整的电路原理图，再到设计PCB、联系复产老式元件、调试时序……历经2个多月，排除掉大大小小20多个问题。
▲王子轶同学正在测试电路
“我从2月份开学就在老师们的指导下开始做复刻工作，基本到4月初才跑通。”第一版做出来，发现某个晶体管的引脚定义理解错了，通电后烧掉一片，几百个元件全部返工。“这种电路没有容错。现在的设计，错了改代码；当年错了，就是一根线一根线重来。”
PART 03
从晶体管到毛主席像：一台装置里的时代密码
在20世纪60年代，晶体管是奢侈品。即便到了70年代，家里有台“八管收音机”就值得炫耀——多两个管子，价钱贵出一大截。而东方红乐音装置一口气用了四五百个晶体管。“这哪是电路，这是金子堆出来的。”复刻团队在方案设计中，也要做到尽一切能力来节省晶体管，比如衰减音部分就采用了一种奇特的方案——让晶体管逐渐偏离正常工作点，同时实现了发音门控逻辑、产生衰减音、谐波丰富音色三个功能，让一个晶体管干了三件事。正因为这个独特的电路，让东方红卫星的乐曲具有了一种难以描述的独特风味，成为一代人标志性的记忆。
更严苛的是减重。早期航天发射运力十分有限，卫星上每一克重量都要省。所以在外观和结构件复刻中，也还原了所有的减重措施，采用铝合金制作了薄壁外壳，外表面还保留了和原设备一致的半镂空“偷轻”设计。现在有CNC自动化铣切工艺只需要生成刀路文件就可以加工，而当年这些大量的挖空、偷轻结构可都是用铣床纯手工加工出来的，工作量非常巨大。
▲乐音装置机壳外壁复刻出当年为了减重的“偷轻”结构
复刻不只是技术，还有灵魂。面板的图案和“东方红”三个红字，都是按照轮廓逐步描点，再用数控机床精确刻出来的。“说实话我们手工确实干不出来，真是难以想象当年的加工师傅多么手巧才能用铣床刻出奔放不规则的毛体字。”
原品机壳上有一块毛主席像，红底金字，四周是星火燎原的图案。团队没有用现代印刷复刻，而是找来了一枚20世纪60年代收藏的真品毛主席像章镶于表面。它不仅是对历史的还原和尊重，更是为复刻品注入了那个年代的独特的灵魂。
▲乐音装置机壳正面特写
那为什么非要用电子音乐，不能用其他录音装置？一方面是因为技术限制。当时磁带录音机和唱片留声机都还无法小型化，特别是适合太空工作的电机部件也还没有解决，卫星上的电力储备也不允许电动机长时间工作。
更重要的，是因为中国航天肩负着带动技术发展的重任。东方红远远不止是个象征工程，实质上还承担着带动晶体管、半导体、计算机技术发展的使命。这个传统也一直延续至今，航天科技带动了复合材料、碳纤维、宽禁带半导体、新频段通信、等等一系列技术的发展，最终造福于民。
PART 04
航天日前夕：这件实物正式入藏博物馆，成为触手可及的“活教材”
4月24日是中国航天日。空间科学与技术学院的师生们，将这台复刻的东方红乐音装置，以学院名义正式捐赠给学校博物馆。短波收音机一开，整个展馆都能听见《东方红》当年原汁原味的声音。
▲航天思政“融合课程”作品捐赠现场
“听到的那一刻，你才真正感觉到——这是从50多年前的技术里复刻重生的产物。”参加捐赠仪式的空间科学与技术学院党委书记朱伟说，“这个项目就是一次‘实战式’思政教育；忆苦思甜嘛，感受艰苦的形式不只是传统意义上吃糠咽菜、体验物质匮乏，还可以是在实验室里，用技术条件限制的艰苦回溯，沉浸式体悟老一辈科研工作者与革命先辈攻坚克难的奋斗历程，‘忆苦’亲身感受当时设计过程的艰难，‘思甜’当今现代电子技术是多么的高效便捷。”
在本次复刻实践中，王子轶同学分享了自己的心得。他说道，自己深刻认识到空间科学、系统工程和电子技术绝非纸上谈兵；通过今昔技术对比，体会了电子技术几十年来的迅猛发展；还亲身体会到航天事业“差之毫厘，谬以千里”的严谨准则，更加坚定了传承航天报国初心的信念。
今天的我们，习惯了智能手机、云计算、人工智能，随处一枚芯片就包含数十亿枚晶体管。很少有人记得，仅仅50多年前的电子工程师们，还把晶体管当做奢侈品看待。
▲科研人员在装配东方红一号卫星乐音装置
而这台被复刻出来的“东方红乐音装置”，就像一台时光机——它那具有独特辨识度的声音一旦响起，便把人拉回那个克服万难谱写太空乐章的时代。
那已经不是怀旧，而是对一个艰苦奋斗时代的致敬。
▲“让《东方红》乐曲响彻宇宙太空！”
来源：西电记忆 责编：程雨萌
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