探空火箭是在近地空间进行探测和科学试验的火箭，也是我国发展航天技术的起步项目。1960年2月19日，上海机电设计院研制的我国第一枚探空火箭T-7M在上海南汇老港成功发射，表明中华民族在奔向太空征程中迈出了第一步。在此基础上，我国又成功研制发射T-7系列探空火箭，为航天事业发展起到了重要的探路作用。

　　充满挑战的艰难起步

　　1958年5月17日，毛泽东主席在党的八大二次会议上发出“我们也要搞人造卫星”的号召。接着，主管科技工作的副总理聂荣臻召集会议，责成中国科学院和国防部五院的负责人张劲夫、钱学森等组织有关专家拟定发展规划草案。

　　8月，中国科学院决定将发射卫星作为1958年该院的头号任务，成立了“581”工作组，由钱学森任组长，建立了3个设计院，其中第一设计院（代号1001设计院）承担人造卫星和运载火箭的总体设计任务。上级要求在1959年国庆10周年时发射我国第一颗人造卫星。鉴于时间紧、任务重，而当时上海具有较好的工业基础和科研条件，于是中国科学院党组书记、副院长张劲夫与上海市委第一书记柯庆施商议，并报经中央同意，将1001设计院迁到上海。

　　1958年11月，由1001设计院负责人杨南生带队，全院整体搬迁到上海。上海市委从部分大专院校、科研机构、工业部门和机关抽调了一批科技人员、干部以及大中专学生充实到设计院，使设计院工作人员由100多人增加到600多人，同时更名为上海机电设计院。上海机床厂厂长艾丁任党委书记，杨南生任常务副院长，上海交通大学力学系副主任王希季副教授任总工程师。

　　杨南生、王希季虽然分别是从英国曼彻斯特大学、美国弗吉尼亚理工学院学成回国的，但他们对火箭和卫星也知之不多，只有“摸着石头过河”。设计的第一枚运载火箭第一级代号为T-3，第二级代号为T-4。两级火箭设计方案完成后，一些部件已交由上海有关厂家试制。然而，由于在推进剂的选用上没有考虑到当时我国的工业基础，使得T-3火箭的研制工作因遇到不可克服的困难而不得不舍弃。

　　总结经验教训后，杨南生、王希季带领团队考虑设计一种有控制系统的、使用常规推进剂的火箭，代号为T-5。T-5火箭以东德的V-2火箭为蓝本，有制导系统，设计长度为10.37米，起飞质量2.62吨，比T-3火箭小很多。该火箭虽不发射卫星，但能做飞行试验。他们争分夺秒地苦干，可当时缺乏大型发动机试车台，又生产不出贮存低温推进剂的设备，最终T-5火箭也不得不停了下来，甚至连飞行试验都没做，就被送进了展览馆，成了一件漂亮的展览品。

　　很快，他们又设计了一枚常规推进剂火箭，以代替T-3火箭作为卫星运载火箭的第一级，代号为T-6。不过，T-6火箭尺寸较大，上海也缺乏加工条件，所以T-6火箭仅停留在图纸上。

　　运载火箭研制进展不顺，一个重要原因是在“大跃进”特定背景下定的目标过高，但当时我国还不具备研制发射人造卫星的能力和条件。1959年初，国务院副总理邓小平明确指示：“卫星明后年不放，与国力不相称”，“卫星还是要搞，但是要推后一点儿，因为国家经济困难。”

　　1959年1月21日，张劲夫向中科院传达了邓小平的指示，及时调整了“581”任务部署，提出“大腿变小腿，卫星变探空”的工作方针，暂停大型运载火箭和人造卫星的研制，把工作重点转到研制探空火箭上来，以探空火箭练兵，高空物理探测打基础，探索卫星发展方向。

　　以退步求得进步

　　上海机电设计院一直以研制发射卫星用的运载火箭这种“高大上”的东西为主攻目标，当得知工作重心要转到研制探空火箭上来时，大家对目标定位的“退步”难免有所失落。钱学森给艾丁写了一封长信，指出1958年建院初期要搞大型运载火箭及发射卫星的设想是不现实的，“建议把上海机电设计院作为试制小型火箭的单位，火箭推力限制在3吨以下，使用一般的推进剂，并且不装复杂的控制系统，这样现有的人力可以基本上胜任。”

　　上海机电设计院通过对建院以来经验教训的总结，认为钱学森的建议非常切合实际，大家暂时抑制住向太空腾飞的渴望，埋下头从研制推力较小、结构简单的探空火箭做起。这种“退步”，其实是为了更好地前进，最终搞成运载火箭。

　　1959年8月，上海机电设计院把研制无控制的T-7气象火箭作为近阶段的中心任务。探空火箭相当于简配版的运载火箭，“卫星变探空”方针的确定，实际上是保持运载火箭研究不断档。

　　T-7火箭同T-5火箭相比，已经“瘦身”很多，但王希季觉得应该再保险一些，便恳切建议以技术难度更小的无控制探空火箭为突破口，循序渐进地推进T-7火箭的研制。经过讨论，大家一致同意先研制起飞质量比T-7火箭小得多的模型火箭T-7M。

　　1959年10月，T-7M火箭开始研制。T-7M火箭是由液体主火箭和固体助推器等组成的两级无控制火箭。火箭体量虽小，但摆在杨南生、王希季等人面前的问题依然多如牛毛。他们兵分两路，杨南生主要负责建立整个工程系统的外在条件；王希季主要负责火箭的研制。

　　发动机是火箭的心脏，而推进剂就好比这颗“心脏”里的“血液”。可设计院拿不出经费来建设液流实验室，火箭发动机推进剂供应系统的实验设备没地方安装，他们就在厕所旁边5平方米大的天井里建了一个推进剂供应系统的液流实验室。在这个狭小而颇有“味道”的实验室里，他们进行液流试验，用手摇计算器，有时甚至拨算盘，计算出很多重要实验的数据。

　　经过研制团队的顽强拼搏，T-7M火箭的设计任务很快完成。按照“院企结合”的模式，上海柴油机厂承担了火箭发动机的制造任务。当时，企业没有一个人接触过这种发动机，于是院、企有关人员日夜摸爬滚打在一起，边学习，边摸索，边攻关。从冲压模具的设计、制造、试验，到高强度铝合金的充气低压铸造、喷射器的精密加工和热处理，以及推力室的成型、焊接和组装，一直到发动机的装配，众多技术难关都被他们一一攻克。与此同时，上海机床厂承担了液压部件生产任务，上海电机厂承担了振动台的生产任务，上海四方锅炉厂承担了火箭推进剂储箱和高压气瓶的生产任务。在各方共同努力下，最终将T-7M主火箭发动机组装成功。

　　为了测试火箭发动机的运行状态，必须通过试车台进行热试车，而新建试车台需要钱，也需要时间，可他们没有钱，更耽误不起时间。杨南生、王希季带人跑遍了上海市郊，最终在松江县郊区江湾机场找到抗战时期日本侵略者遗弃的一座废碉堡。寒冬腊月，研制人员弄水和泥，搬砖抬石，很快就将废碉堡改造成发动机“土试车台”。每次发动机点火试车时，王希季等人就猫着腰躲在碉堡外面指挥。经热试车调试，最终测出的数据完全达到设计指标。

　　火箭发动机试车成功后，驻龙华飞机场内的空军13修理厂承担了火箭的总装和整体检测试验任务。就这样，中国第一枚独立设计制造的、由液体燃料主火箭和固体燃料助推器串联起来的两级无控制火箭诞生了。

　　冲向太空的第一步

　　T-7M探空火箭发射上天要有发射场。杨南生带人骑自行车沿着上海的东海海滨实地勘察，最后选定南汇老港镇东南海堤外的一片滩涂作为火箭发射场。农村道路狭窄，汽车开不进去，杨南生就组织人拉肩扛，硬是将沉重的角钢和基建材料搬运到海边滩涂，将20多米高的简易发射架竖了起来。

　　T-7M火箭从上海柴油机厂内的黄浦江码头起运，通过水路运到老港海边，下船到发射场一段路仍靠人拉肩扛。没有电力供应，就借来一台50千瓦的发电机，用芦席围起一个发电站；没有吊车，就用绞车把火箭吊上发射架；没有燃料加压设备，就用自行车打气筒一下一下地把推进剂压进储备箱里；没有自动跟踪火箭的仪器，就靠几个人用手转动天线跟踪火箭；没有通信设备，王希季就站在用麻袋堆积起来的半人高的指挥所里，用挥舞的手势和大声喊叫传达指令。

　　1960年1月25日，T-7M火箭首次发射，却未能成功。王希季等连夜检查分析事故原因，发现是由于管道和推力室连接处震裂，推进剂溢出，导致火箭在发射架上燃烧起来。2月19日，经过改进的T-7M火箭再次竖立在简易发射场上。点火后，火箭直冲云霄，王希季抑制不住激动的心情，冲出用麻袋堆积起的半人高的指挥所，用嘶哑的嗓子大声喊道：“成功啦，发射成功啦！”

　　T-7M是中国人研制出的第一枚探空火箭，开启了我国的空间探索时代。研制团队通过T-7M火箭的实践，逐步掌握了探空火箭的研制、发射全流程，并锻炼出了一支早期的航天工程队伍。

　　火箭成功发射3个月后，毛泽东主席在上海兴致勃勃地视察了T-7M火箭，这也是他视察过的唯一一枚火箭。

　　1960年5月28日晚7时半，毛泽东在上海会见英国元帅蒙哥马利后，在中央办公厅主任杨尚昆、中共上海市委第一书记柯庆施等陪同下，来到上海新技术展览会尖端技术展览室，视察了T-7M火箭。毛泽东仔细地观看着火箭展品，当听到讲解员介绍T-7M火箭是“小型液体探空火箭”后，毛泽东一字一句地读起有关T-7M火箭的简介材料，并问身旁的柯庆施：“这家伙是我们自己搞的吧？”柯庆施回答：“是的，我们完全依靠自己搞的。”讲解员接着作具体介绍：“我们搞这个东西没有苏联专家，没有现成资料，搞设计的人大多数是年龄在20岁左右的大中专生。”毛泽东连声称赞：“好！好！”讲解员介绍：“T-7M火箭最大升高8公里。”毛泽东意味深长地说：“8公里，那也了不起呀！先低后高，从小到大，这是发展规律。你们干得不错，再继续努力，再大一点儿、高一点儿，应该是8公里、20公里、200公里地搞上去！”

　　1960年4月中旬，主管国家科技工作的副总理聂荣臻，在张劲夫、钱学森的陪同下来到上海，到上海机电设计院视察，详细了解了T-7M火箭的情况，当得知T-7火箭的研制也在加紧推进，正在进行发动机热试车时，当即表示要去现场看看。考虑到发动机点火有一定的危险性，保护措施也不到位，加上天气也不好，设计院负责人劝聂荣臻不要去，但他坚持要去看看。

　　4月18日，聂荣臻与张劲夫、钱学森等一起来到江湾机场，在寒风细雨的夜晚，站在那座废弃碉堡外面，冒着风险通过观察窗观看T-7火箭发动机试车。张劲夫感慨地说：“这么个搞法，在世界航天史上可是空前绝后啊！”王希季不无遗憾地说：“可惜低了点儿，才8公里。”聂荣臻说：“别小看这8公里，它是中国人冲向太空的第一步。”

　　4月29日，张劲夫、钱学森到南汇老港视察T-7M004探空火箭发射情况。他们首先视察了火箭发射的准备情况，钱学森还在现场作了指导。随着一阵口令，探空火箭像一条腾空的蛟龙直飞蓝天，发射取得圆满成功，现场顿时响起了一片掌声和欢呼声。张劲夫、钱学森与大家在发射架前合影留念，见证我国探空火箭的又一次成功发射。

　　T-7系列火箭为中国航天探路

　　1959年11月，上海机电设计院开始研制T-7气象火箭。该火箭的体量比T-7M大很多，发射高度可达100公里以上。南汇老港简易发射场难以适应T-7发射的要求，因此，建设新发射场迫在眉睫。可上海市范围内没有合适的地点，中科院与上海市商议后决定在市外选址建发射场。

　　在南京军区和安徽省的大力支持下，艾丁带队对皖南地区进行实地勘察，最终选择广德县（今广德市）誓节镇茆林村一处偏僻的山地作为火箭发射场址。发射场建设于1960年3月启动的，因而命名为603试验基地。建设者仅用3个月时间，就建成了设施较为齐备的发射试验场。

　　因为有T-7M火箭的经验，上海机电设计院研制T-7火箭的进度很快。6月底，T-7火箭从上海运到603发射场，但7月1日首次发射失败。9月13日，经过改进的T-7火箭再次发射，获得成功。火箭起飞重量700公斤，飞行高度19.2公里，箭头成功回收。

　　1962年1月，中科院对探空火箭提出了新的要求：探测仪器重量要增至40公斤；正常飞行高度要达到60公里以上，最好为80公里至100公里；测量60公里以下的高空大气压力、大气温度、风向风速；确保箭头、箭体安全回收，以便重复使用。T-7火箭已不能满足上述要求，需加以改进，几乎相当于研发新火箭。王希季带领团队对T-7火箭进行了重大技术改进，新火箭定型为“T-7A”。

　　1963年12月22日、27日，T-7A气象火箭按主火箭加注液体推进剂容量的不同，一枚全容量加注（第一状态），一枚四分之三容量加注（第二状态），在603基地进行第一批次飞行试验，获得成功，2枚火箭的弹道顶点高度都达到海拔125公里。航天界一般认为，太空的下界高度为海拔100公里左右。这次试验表明，T-7A火箭是中国研制的首次进入太空的飞行器（不含导弹），开了中国火箭进入太空的先河。

　　1964年1月至1965年1月，T-7A火箭共进行了6次发射试验，全面考察了火箭性能和分系统的可靠性，并用气象仪器探测到大气压力、大气温度和风速、风向，正式揭开了中国火箭气象探测的序幕。

　　1961年4月12日，苏联宇航员加加林成为进入太空第一人，开启了人类探索宇宙的新纪元。我国科研人员提出，先把动物送往太空。上海机电设计院在中科院生物物理研究所、空间物理所等单位配合下，在T-7A火箭基础上研制出T-7A（S1）和T-7A（S2）两种型号的生物试验火箭。

　　1964年7月19日，我国第一枚生物探空火箭T-7A（S1）发射成功。火箭搭载着中国第一批“航天员”——8只白鼠和12支生物试管升空，成功获得了综合飞行因素对实验动物的生理、生化、形态学方面影响的资料。1965年6月1日和5日，我国又分别成功发射了一枚T-7A（S1）火箭。3次试验的飞行高度均达60公里至70公里，所搭载的白鼠等实验动物全部活着返回地面。

　　在用大白鼠、小白鼠、果蝇、菌类等多次成功进行高空往返试验后，为了更好地模拟人类升空试验，从全国各地筛选出2岁多的“小豹”，3岁多的“珊珊”，作为我国第一批“飞天”小狗。1966年7月15日，“小豹”被科研人员固定在了T-7A（S2）火箭箭头里的生物舱内。飞行试验结束后，“小豹”乘坐的生物舱降落在发射基地40公里外的山区，被直升机及时带回，实验圆满成功。10多天后，小狗“珊珊”乘坐T-7A（S2）火箭飞上了80公里高空，并安全返回。1964年7月至1966年7月，共成功进行3批次、5枚生物火箭飞行试验，并全部回收。高空生物回收试验火箭的成功，为中国载人航天及返回式卫星的研制奠定了基础。

　　上海机电设计院在发展T-7和T-7A火箭的同时，还进行了T-8有控火箭和T-9卫星运载火箭的设计。1963年，上海机电设计院划归国防部五院（后来的七机部、航天部）。当时，我国自行研制的液体弹道导弹已成功发射，国家决定用导弹改装成卫星运载火箭。因此，T-8和T-9的研制工作停止。

　　1965年，国家决定重新启动人造地球卫星研制。聂荣臻指示上海机电设计院承担卫星运载火箭总体任务。为了便于工作，1965年8月，上海机电设计院由上海迁至北京，更名为七机部第八设计院，王希季任八院总工程师，负责研制我国第一枚卫星运载火箭。

　　王希季团队在认真分析人造卫星对运载火箭的要求，以及我国导弹和探空火箭技术的发展情况后，提出卫星运载火箭是导弹技术与探空火箭技术结合、液体与固体推进剂火箭组合的火箭，进而制定出以中程液体推进剂导弹为第一级和第二级，由七机部四院研制的固体推进剂火箭为第三级的运载火箭的方案。后来，该火箭命名为“长征一号”。

　　这时，上海机电设计院副院长杨南生已调到负责研发固体火箭发动机的七机部四院任副院长。他和同事利用探空火箭固体发动机的设计基础，成功研制出长征一号的第三级固体发动机。为了验证火箭高空点火的可靠性，八院在T-7A火箭上加装一级四院的试验固体火箭，在箭头上装设长征一号第三级火箭的点火装置，组成了一个技术试验火箭。经试验证明：固体火箭在几十公里至320公里高度均能可靠点火。

　　1970年4月24日，随着“长征一号”第三级固体发动机有力的一推，东方红一号卫星被准确送入预定轨道，《东方红》乐曲响彻寰宇，向世人宣告中国太空时代的开启。