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在第一次模拟卫星自旋天线展开释放试验中，出现最后一节天线被折断甩出去的问题，试验没有成功。又做了2次、3次、4次……一直做了10次仍然没有成功。一次次的失败不得不使大家冷静下来仔细分析。大家初步分析认为：天线展开后，两节天线间连接部分太短，强度不够，管子的直径也较大，由于质量大，在高速旋转时的离心力也大，因而末节天线容易折断。为了做到"稳妥可靠、万无一失"，孙家栋经过反复思考，并与技术人员们探讨后提出，天线释放和展开的运动形式是个复杂的运动合成，要作为专题来研究，并且还要考虑在地面做试验时重量的影响。天线组的人员进一步分析、试验后认为，天线与卫星之间只有一个铰链的设计，使每根天线相对卫星只有一个方向的转动，这与卫星自旋时，依靠旋转和离心力使天线展开和释放的实际运动是不一致的。孙家栋统一了大家的意见后，修改了天线结构设计重新进行了几次试验，均获成功。这个技术难关终于被攻克了。
紧接着，又攻克了测量卫星姿态的红外地平仪，顶级火箭上为了增强地面观测的"观测裙"，仪器舱大面积镀金，制作《东方红》乐音装置等技术难关等。
1969年9月，第一颗"东方红一号"卫星完成了初样卫星全部环境模拟试验，结果证明卫星各系统符合指标要求，技术状态正常。
1969年10月，"东方红一号"正样卫星，也就是要发射上天的卫星完成了各系统的研制工作。
三、向总理大胆陈言
中国第一颗人造地球卫星的研制与发射，将是中国迈向宇宙空间的第一步，无论在国内还是在国际都具有非常大的政治影响。卫星研制的捷报频传同样牵动着周恩来总理的心，总理和中央专委的领导在百忙之中几次听取了卫星研制工作进展情况的汇报。
10月下旬的一天晚上，孙家栋作为卫星总体技术总负责人与钱学森一同来到人民大会堂江苏厅，孙家栋的心情非常激动。他们刚把卫星初样摆放好，周恩来、李先念、余秋里等中央领导和参加会议的有关部委负责人就来到了会议大厅。
这时，当孙家栋近距离看到周恩来总理时，只是感到鼻子一阵阵的有些发酸。总理日理万机，为国家、为人民简直是操尽了心力，周总理脸上出现了很多黑痣，布满血丝的眼睛凹下后显得脸庞瘦削、疲惫，与几年前见到的样子竟是苍老了许多。
孙家栋想起1962年周恩来总理在人民大会堂宴请招待科学技术界知识分子时的情景。当时正值自然灾害困难时期，周恩来总理非常关心这些年轻知识分子的身体状况，特意上了一道"红烧肉"，一寸见方的肉块人人有份，当时年仅30岁出头的孙家栋已是许久没有遇到这样的口福了。要知道，当时毛泽东，拒绝吃肉；周恩来，停掉了茶；邓小平，戒掉了烟……
周恩来步入会议大厅后迎着大家的目光匆匆来到会议桌旁，向站立鼓掌的众人举起双臂招手让大家坐下后自己才坐了下来。
钱学森首先将孙家栋介绍给了周恩来。周恩来亲切地拉着孙家栋的手向他询问了一些简单情况，高兴地说："这么年轻的小伙子就是卫星专家，这很好嘛，今年多大年龄？"
孙家栋有些羞怯地回答说："今年40岁。"
周恩来风趣地说道："哦，还是小伙子嘛，学森同志的年轻弟子满多的嘛！"
本来浑身紧绷、大脑高度紧张的孙家栋，顿时被总理几句风趣的话和朗朗笑声放松了下来。
当周恩来和其他领导人看过卫星初样后，周恩来说："学森同志，是不是你先谈？"
钱学森点点头说："好。"于是，将"东方红一号"卫星的研制和"长征一号"运载火箭以及目前发射准备的总体情况作了全面汇报。
接着，由孙家栋对卫星的初样进行了讲解和说明，对主要技术参数和研制中的重要情况作了具体汇报。
周恩来对钱学森和孙家栋的汇报听得很认真，还不时提出一些问题，尤其是对卫星上的每一个环节的质量和质量保障措施问的很详细。
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