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孙家栋传-《奔月》作者：王建蒙
1、孙家栋简介
他是中国 “两弹一星”功勋科学家，他的传奇人生与中国航天史上多个第一联系在一起：他是中国第一枚导弹总体、第一颗人造卫星、第一颗遥感探测卫星、第一颗返回式卫星的技术负责人，总设计师；他是中国通信卫星、气象卫星、资源探测卫星等第二代应用卫星工程总师；他是中国探月卫星工程总设计师。他就是著名的航天技术专家——孙家栋。
内容简介
本书以翔实的第一手材料，生动叙述了我国著名航天技术专家孙家栋的传奇人生。作者作为长期工作在卫星发射和卫星应用领域的航天人，用朴实无华的语言展示了孙家栋在事业上甘心付出、勇于负责，生活中淡泊名利、真诚待人的人格魅力和一代航天人的精神，以及他为祖国航天事业默默奉献并取得巨大成就的心路历程。该书首次披露了新中国重要卫星发射的成功与失败的细节，披露了我国目前月球探测工程的最近进展，揭示了我国航天事业取得辉煌成就的秘诀。
引言
令世人关注的中国探月卫星“嫦娥一号”升空在即，我与中国航天科技集团办公厅秘书李钢应邀来到孙家栋的办公室。能见到孙家栋实属不易。作为探月工程五大系统总设计师，他每个月在北京的时间常常不足十天，基本每周都要从这个城市飞到那个城市协调处理工程问题，即便在北京，他的时间也会被会议排满了日程。
孙家栋曾经对我说过：“搞了一辈子航天，航天就像我的‘爱好’一样，这辈子都不会离开了。”这次见到孙家栋，觉得他脸庞清瘦、面带倦容，花白的寸头来不及梳理显得有些乱，但他的腰杆挺得还很直。孙家栋已经年过78岁。
孙家栋说：“最近总是马不停蹄地在外地跑，感觉到有点累，可有些事情不解决，预定的发射总体计划会泡汤的。不仅我着急，大家都着急呀。要说腰杆挺得直，那是腰病又犯了，只能挺着，不能弯着。”
说到探月工程，孙家栋随之精神一振。他说：“以前几十年我们所搞的航天工程，全部都是围绕地球开展的科学研究和应用，对于探月来讲，是飞离地球轨道围绕月球开展的研究。虽然在方案上尽量继承以往的成熟技术，但开展探测月球活动是我国的第一次，因此，经常会出现许多第一次遇到的难题。”
这时，孙家栋指着月球仪的坑坑点点说：“为了表彰世界各国的天文学家，国际天文学联合会（IAU）在月球的环行山上，先后以世界上的1333个科学家名字命名，其中有7位中国人的名字，他们是近代科学工作者高平子、秦铁，以及古代石申、张衡、祖冲之、郭守敬、万户。现在我们做的是中国前人没有做过的事情，大家憋着劲干了这么长时间，就是要用我们自己的技术创造奇迹，探月工程是航天深入发展的必由之路。国家现在的经济基础和技术水平跟以前大不一样，天天都在进步，这也是探月工程能够顺利进行的保障。目前，工程的主要难点基本都已经突破，工程进度按照计划进行，大家都在为2007年的发射计划拼搏。”
从相貌上看，孙家栋属于那种很有亲和力的智慧型人物，初次见面，看不出他与常人有什么不同，高高的身材，穿戴平常；慈眉善目，待人和蔼可亲；严谨沉稳，厚重宽和的性格，很少能看出他有什么大喜大怒。当卫星发射成功时他也没有喜形于色，当工程遇到困难时他也能够泰然处之，给人一个大智若愚的感觉，验证了一句古语：“有才而性缓定属大才，有智而气和斯为大智。”
孙家栋淡泊名利，不屑于做那些凑热闹、出风头的事情。他搞了大半辈子的卫星，仿佛自己就是一颗穿云而过的卫星，默默地环绕地球造福于人类，现在又在探索环绕月球为人类寻找新的资源。这怎能不令人肃然起敬……
科学家孙家栋的人生经历，将给后人留下无数启迪……
2、情系导弹
专攻飞机专业而从事导弹事业
时事造英雄，英雄造时世，这是孙家栋经常说的一句口头语。事业需要学有所成的孙家栋，事业也将给孙家栋提供施展才华的环境。孙家栋等23位留学苏联的军校状元学成回国前夕，新组建的国防部五院急需技术人才，聂荣臻元帅向时任空军司令员的刘亚楼提出要人，刘亚楼上将说：“聂帅，你提出要人，我怎么也不敢不给，但给你三分之二，给我留八个行不行？”聂帅真的就给刘亚楼司令留了八个人。孙家栋的名字被圈点到了国防部五院的名单里，国家需要搞导弹，孙家栋带着他数年寒窗积累的航空发动机理论知识开始了新中国导弹发动机的研究。
1958年4月20日，孙家栋拿着一纸调令来到了国防部第五研究院一分院导弹总体设计部。此时，中国的高层领导正在筹划着中国导弹武器的战略发展。
良师益友钱学森
孙家栋经常说：“我从苏联回来搞导弹，得益于当时许多开创我国导弹事业的师长，他们对新中国导弹事业的执著追求、精益求精的工作作风、为人师表的刻苦攻关精神，不仅给了我们很大的帮助，而且为我们树立了很好的榜样。钱学森更是我尊敬的领导和良师益友。”
1955年9月17日，钱学森冲破美国设置的重重障碍，乘坐“克利斯兰总统号”邮船经美国夏威夷、日本横滨、菲律宾马尼拉，抵达香港九龙，然后换乘火车经广州于10月13日回到上海。
10月28日钱学森一家到达北京，中国科学院吴有训副院长和在京的著名科学家华罗庚、周培源、钱伟长、赵忠尧等二十多人到火车站迎接。当天晚上，中国科学院郭沫若院长主持盛大欢迎宴会，热烈欢迎钱学森的胜利归来。第二天下午，周恩来总理邀请钱学森和夫人蒋英来到中南海，周恩来在办公室门前与钱学森一见面立即紧紧握住他的双手，充满激情地对钱学森说：“学森同志，欢迎你的归来，我们的国家太需要你了。”
1956年2月1日，钱学森收到了一份由毛泽东主席亲自签署的大红请柬，毛泽东设宴招待并与钱学森进行了亲切交谈。
1956年2月4日是一个周末，时任中共中央军委副主席的叶剑英元帅设宴、陈赓大将作陪招待钱学森和夫人蒋英，席间热烈地谈论了中国自行研制导弹武器的问题。宴会结束后叶剑英元帅和钱学森、陈赓三人专门驱车来到景山西侧三座门的中央军委办公厅找到周恩来，由钱学森专题汇报中国发展导弹武器的设想。总理极为重视，提议由钱学森写一份关于发展导弹武器设想的书面报告，安排提交中央讨论。
2月17日，钱学森根据周恩来的意见给国务院写了关于《建立我国国防航空工业意见书》，在《意见书》中明确指出，健全的航空工业（当时为了保密起见用国防航空工业代表导弹）除了制造工厂之外，还应该有一个强大的为设计服务的研究及试验单位，应该有一个做长远及基本研究的单位。自然，这几个部门应该有一个统一领导的机构，作全面规划及安排的工作。《意见书》还开列了一份可以调来做高级技术工作的21名专家的名单，包括任新民、罗沛霖、梁守磐、屠守锷、胡海昌、庄逢甘、罗时钧、林同骥等人。这份意见书进一步引起了中共中央和中央军委对发展中国导弹事业的高度重视。
3月14日上午，周恩来在解放军总参谋部的方楼会议室亲自主持了一次具有特殊意义的中央军委扩大会议。总理浓黑眉毛下那炯炯有神的眼睛环视了一下他面前这些共和国元帅、将军们，对他们点头示意，然后用他那亲切的口吻宣布开会，宣布今天的军委扩大会议唯一一个议题：就是请钱学森同志来谈谈我国发展导弹技术的设想和规划。
总理的话音落下，参加会议的元帅们、将军们纷纷把目光投向坐在会议桌一端的钱学森。
钱学森由座位上站起来，按照想好的思路从导弹的发展历史讲到了目前的现状，从军事应用讲到国家的综合实力，他以科学家的远见卓识，深入浅出地提出了中国导弹事业发展的具体建议。
会议决定由周恩来总理、聂荣臻元帅和钱学森等筹备组建导弹航空科学的研究机构，既航空工业委员会，负责中国导弹事业的发展建设，下设三个机构：设计机构、科研机构和生产机构。
1956年10月8日，在中国航天发展史上这是一个值得纪念的日子。中国航天发展最早的火箭、导弹研究机构——国防部第五研究院正式宣布成立，聂荣臻元帅亲自主持研究院成立仪式，钱学森被任命为院长。
1957年10月4日，苏联将世界上第一颗人造地球卫星成功地送入太空，在国际上引起了一场不小的震动。
1957年11月16日，正式批准成立国防部第五研究院第一分院即现在的中国运载火箭技术研究院。周恩来总理任命钱学森兼任一分院院长。五个月后，孙家栋来到一分院下辖的导弹总体设计部开始了中国的导弹研制生涯。
孙家栋在苏联学习时就曾听说过钱学森的名字，当时钱学森在国际上已经是知名的科学家，没想到自己回国才这么短时间就可以在钱学森的身边工作。孙家栋心中暗想，这可是个好机会，有这样的老师在身边，如果学不成，一定是自己不用功，遇到不明白的问题一定要及时请教。
在国家的高度重视下，中国的导弹事业有规划、有步骤、有机构、有组织地全面展开。
2005年9月，孙家栋在参加钱学森归国五十周年座谈会后，对采访他的记者恳切地谈了许多他自己的感想。钱学森在孙家栋的心目中是一位非常伟大的人物。孙家栋回想一生走过的道路认为能在钱学森的直接领导下工作是十分幸运的。纪念钱学森归国五十周年，不仅是表达对这位耄耋老人的敬意和祝福，更重要的是以回顾这位爱国赤子、科学巨匠走过的光辉道路，来激励广大科技工作者，特别是青年同志，立志为祖国的科技事业的发展、为祖国的繁荣富强作出突出贡献。
孙家栋回忆起当时跟着钱学森搞火箭搞导弹，真是又高兴又担心。高兴的是能在新中国刚刚创立两年的国防尖端科技部门工作，可以为国家干一番事业。担心的是，自己学的是航空专业，导弹是什么样子？怎么设计？怎么制造？心里一点底也没有。当时周围的同志，有学力学的、数学的、化学的、纺织的、文史的，就是没有学导弹理论的，孙家栋所学的航空理论还算与导弹专业离的最近。那时候，钱学森亲自讲授导弹概论，编制课程大纲，请庄逢甘教授讲空气动力学，请梁守槃教授讲火箭发动机，请朱正教授讲制导……
在实际工作中，孙家栋先后担任了工程总体组长、总体室主任、总体部副主任，直接在钱学森的领导下从事导弹设计、研制、试验工作，可以说是耳提面命，感触颇多，受益匪浅。钱学森在中国航天初创时建立在科学思考基础上的魄力和为国家为民族不怕担风险的大无畏精神，对孙家栋以至那一代人都具有非常强的影响力。
中国航天之所以取得比别的行业更突出的成绩，很重要的一条就是有钱学森这样的技术领导抓科研、抓预研、抓试验。钱学森以他的远见卓识，制订了正确的发展规划，走了一条多快好省的路。孙家栋参加了钱学森主持制订的导弹火箭发展的十二年规划，制订了“八年四弹”规划等工作。这些规划的实施使中国的导弹火箭研制生产一举越了几个台阶。中国空间技术研究院建立后，孙家栋又参与了钱学森主持制订的“三星规划”（东方红一号、返回式卫星和同步轨道通信卫星）工作，这些规划为中国的空间技术的发展奠定了基础。钱学森在技术发展过程中所起的作用是别人无可替代的，但他非常谦虚，每讲到成绩，总是把周恩来总理、聂荣臻元帅等党和国家领导人的具体指导放到前面，把广大科研人员的辛勤创造放到前面。钱学森的崇高科研道德和人格魅力，无时无刻不在影响着孙家栋。
钱学森平易近人，对青年人更是关怀备至。在很长一段时间里，他坚持每周都要抽出时间与孙家栋他们这样的年轻设计人员讨论技术问题，若有什么不妥，他便耐心引导、解释，很少直接批评。
钱学森严谨的工作作风令孙家栋终生难忘。60年代后期，中国自行研制的一种新型火箭即将运往发射基地，按惯例产品出厂前要完成装配、测试工作。其中惯性制导系统的平台上的四个陀螺要精确地装好，再拆开，包装好运往发射基地。当时由于时间紧，车间师傅跟孙家栋说，四个陀螺是同一批次生产的，第一个能装上，其他三个应该没问题，时间紧，是不是可以不再装了？孙家栋觉得安装师傅说的有一定道理，便同意了。万万没想到在发射场装配时，却出现了问题，怎么也装不上，只好立即向钱学森院长报告。钱学森听了汇报后并没有批评孙家栋，而是出主意进行仔细研磨后再试装。加工研磨时，钱学森也来到现场仔细察看排除故障的情况。那种精密部件研磨是很费时间的。钱学森也不说话，背着手走来走去。孙家栋和工人师傅从下午一点一直到第二天凌晨四点才装好，钱学森在现场就一直陪到凌晨四点。大家几次劝他回去休息，但他就是不走。这件事给孙家栋留下了非常深刻的印象，他虽然没有直接提出批评，但那种无声的力量让人感到比批评更严厉。从此，大家从点滴小事做起，不敢有丝毫的马虎。后来，孙家栋把这种严格要求的作风带到了空间技术研究院，有人说孙家栋太严厉了，孙家栋便解释，钱学森为我们树立了严谨的好作风，我们必须认真办好每件事。
钱学森敢于负责、勇于替下属和青年同志承担责任的作风也为孙家栋起到了榜样作用。1962年的一次导弹发射失败了，导弹失败对搞总体的人来说压力非常大，故障原因分析时，钱学森看到孙家栋他们垂头丧气，就主动以自己承担责任的方法为大家减压。钱学森说：“如果要有考虑不周的原因，首先是我考虑不周，责任在我，不在你们。你们只管研究怎样改进结构和试验方法，大胆工作，你们所提的建议如果成功了，功劳是大家的，如果失败了，大家一起来总结教训，责任由我来承担。”钱学森一席话一下子把孙家栋他们的顾虑都打消了。孙家栋自己当了领导后，看到年轻人工作上有什么差错，也常常像钱学森那样，替他们担责任，鼓励他们放下包袱，把事情办好。
2004年12月10日，孙家栋去看望了钱学森，由于他身体原因，大家都很不容易见到钱学森，看到钱学森的精神相当不错，孙家栋打心里非常高兴，钱学森问这问那也显得很兴奋。钱学森曾经说过：“我作为一名中国的科技工作者，活着的目的就是为人民服务。如果人民最后对我的一生所做的工作表示满意的话，那才是最高的奖赏。”这段简短的人生座右铭，就是他为祖国为人民鞠躬尽瘁、一生以科学态度追求真理的真实写照。此时孙家栋对钱学森的内心世界比别人有不同的理解，因为孙家栋与钱学森有过别人所没有的工作和交往经历，更能理解钱学森的人生追求和思想境界。
中国导弹试验场的建立
孙家栋加入到了中国导弹研制大军的行列，但导弹从研制到装备部队使用是需要诸多环节的配套才能实现。导弹综合试验靶场是完成导弹武器试验非常重要且必不可少的设施。导弹研制与导弹试验场的建设密切相关，孙家栋作为导弹总体组的设计负责人，积极参与导弹综合试验靶场的协调配套，依据导弹的总体技术要求提出导弹综合试验靶场建设的一系列配套指标。殊不知，导弹综合试验靶场的建设也同导弹研制一样，饱含着神秘色彩……
中国拥有导弹武器必须要建立配套的各种设施，最为主要的设施便是导弹武器发射试验场。中央军委作出决定，导弹武器发射试验场绝不拖后腿，立即组织强有力的班子展开导弹武器发射试验场建设。
1958年1月18日，由时任解放军炮兵司令员的陈锡联上将组织率领的导弹试验靶场勘察队整装待发，这个勘察队的很多人都是身经百战、拥有赫赫战功的将军，有总参谋部作战部部长王尚荣中将、中国人民志愿军第二十兵团副司令员孙继先中将、军械试验场场长张贻祥少将。勘察队还包括总参谋部、总后勤部、有关军兵种的人员以及苏联专家组负责人盖杜柯夫少将等五十多人。当日，靶场勘察队人员的专机抵达兰州，以兰州军区司令部作为大本营。经过数次大规模、小范围空勘、地勘以及对各种条件因素进行权衡比较后，倾向于将中国导弹综合试验靶场设立在甘肃西北的额济纳地区。
2月14日，中央军委副主席彭德怀元帅主持会议，听取了陈锡联、钱学森和苏联专家关于导弹试验靶场勘察结果的汇报。聂荣臻元帅、军委秘书长黄克诚大将、海军司令员萧劲光大将、空军司令员刘亚楼上将、总参装备部部长万毅中将等总部和军兵种领导，以及内蒙古自治区主席兼内蒙古军区司令员乌兰夫上将等三十多位领导一起听取了汇报。会议最后决定，在地势平坦，地质、气象、水源情况较好，远离人口密集的甘肃与内蒙古接壤的额济纳地区建设导弹综合试验靶场。
2月26日毛泽东主席在中央军委的报告上批示：“小平同志，此件请书记处处理。”
3月3日，中共中央总书记邓小平在勘察报告上签署：“书记处已同意。”
至此，中国第一个导弹综合试验靶场的位置宣告确立。
当中央正式批准成立导弹试验靶场后，中央军委又立即决定组织一个工程勘察委员会，负责靶场各点和弹着区的定点勘察。由时任解放军工程兵司令员陈士渠上将当主任，成员有孙继先中将、总后勤部副部长张令彬中将、铁道兵第一副司令员李寿轩中将，以及张贻祥、赵东寰、高万祥、唐凯将军等。
动用了我军这么多高级将领，足以显示国家为了加快导弹武器的发展，予以的高度重视和坚定决心。
3月7日，陈士渠上将率领由中苏双方组成的勘察组乘飞机到酒泉，然后又乘飞机、坐汽车、步行穿越戈壁沙漠，从内蒙古西部的额济纳旗，到甘肃、新疆部分地区进行了详细勘察，获取了第一手资料。工程勘察委员会回到北京向国务院、中央军委汇报后，确定中国第一个导弹综合试验靶场建设在内蒙古额济纳旗，具体位置在当时额济纳旗政府所在地的宝日乌拉。
额济纳旗当时属于内蒙古自治区巴彦淖尔盟所辖，是内蒙古自治区最西部的一个旗，总面积11.46万平方公里，95%以上是戈壁。导弹综合试验靶场建到这里后，将意味着数万平方公里的地区被划为军事禁区，禁区所涉及的人口将占全旗四分之一，将有一半以上的各类牲畜需要整体搬迁，原来额济纳旗与外界往来的便捷交通要道——酒泉至额济纳旗的公路也将改道绕行。为了国家大局的需要，乌兰夫对内蒙古下达命令，要紧急动员，要无条件、无代价地服从国家的决定，要为国家导弹综合试验靶场的建设创造条件，要做好当地人民群众的民族工作。
巴彦淖尔盟盟委立即组成了相应的工作组具体组织实施移民搬迁工作。工作组大都是既富有工作热情又富有民族事务经验的人员，他们深入额济纳旗最基层的搬迁现场，顶烈日、抗风沙，乘汽车、骑马、骑骆驼、步行，在当地辗转行程数千公里进行耐心、细致的宣传、动员和民族协调工作。为迁移300多户牧民和喇嘛，在新址建造住房750间、喇嘛寺庙用房80间以及大量牲畜圈、暖棚等。牧民和喇嘛深明大义，为了国防建设，于9月底从世代生息繁衍的额济纳河上游水草肥美的牧场，赶着牛羊骆驼和勒勒车，远离家园，搬迁到150公里之外的沙漠腹地。据统计，当年搬迁的牧民占全旗人口的四分之一，牲畜头数占全旗牲畜总头数的一半。巴彦淖尔盟盟委书记巴图巴根、盟委统战部王守玉、额济纳旗旗长塔旺嘉布等直接见证了这项工作。他们都是忠诚于党的事业、忠诚于党的民族工作、经验丰富的干部。之后，旗政府又搬迁到建国营，最后搬到现在的旗府所在地达来呼布。这个“三易旗府”的故事成为额济纳人民支援国防事业的动人佳话。中央军委副主席、国防科学技术委员会主任聂荣臻生前十分感慨地说：“额济纳旗人民对祖国的国防事业作出了巨大的牺牲，我们一定要在适当时候回报他们。”
1958年10月20日，中华人民共和国国防部正式授予导弹试验基地部队番号，任命孙继先为部队司令员，栗在山为政委，李福泽、孙贻祥为副司令员。经总参谋部批准基地使用“东风”为代号。接着，军民联合投入基地基本建设，由额济纳旗旗委、政府负责筹划砖瓦、石灰、草席、土坯等建材，由部队解决钢筋、水泥、木材等建材并组织施工。到1959年11月14日，完成砖木结构、砖土结构、砖土木结构、土木结构的房屋共计一万多平方米，并正式交付使用。先后有10万建设大军开进额济纳草原，在全国26个省市自治区的715个厂矿企业和各军兵种通力协作下，到1960年8月，仅用两年半的时间，完成了基地建设。经总参谋部和国防科委考核验收认为基地“工程不仅速度快，而且质量好”，所有工程被评为优质工程，投入使用。
中国第一个导弹综合试验靶场终于矗立在了人烟稀少的荒漠戈壁上，这个导弹综合试验靶场就是后来闻名于世的“中国酒泉卫星发射中心”！
孙家栋参加研制的第一枚导弹、第一颗“东方红”卫星、“实践一号”卫星、返回式卫星都是在这里发射升空的，孙家栋与这块浩瀚的戈壁大地也结下了不解之缘。而这个“中国酒泉卫星发射中心”在我国航天史上更是创造了许多个第一。
研制自己的导弹
孙家栋自1958年4月20日来到了国防部第五研究院一分院总体设计部从事导弹研究，至1967年7月29日离开一分院开始人造卫星的总体研究，整整九年时间。九年时间弹指一挥间，我国的导弹事业从无到有，发生了翻天覆地的变化，中国自主研制的导弹武器不仅成功地完成了飞行试验，而且成功地进行了导弹、原子弹的“两弹结合”飞行试验。中国的导弹武器轰动了世界，长志气、扬国威，大大提高了中国在国际上的地位。孙家栋参加了这期间的全部导弹研制工作，并且由导弹总体设计员、总体组长、总体设计室主任一直升任为总体部副主任。
中国最初进行的导弹研制是从仿制工作起步的，是从苏联送给中国的两枚“P-2”型近程导弹开始的。历史如此具有戏剧性：200年前，中国的康熙皇帝曾送给俄国沙皇两箱中国古代的火箭；200年后，苏联“老大哥”又回赠了两枚“现代火箭”，就是这两枚火箭与孙家栋的命运联系在了一起。
然而，仅仅一年多的时间，1959年7月16日，苏联突然照会我国，单方面决定，要撤回在中国工作的全部专家和顾问。从7月28日起，未及中国方面给以答复，在不到一个月的时间里，撤走了1390名苏联专家，撕毁了中苏两国政府签订的12个协定、两国科学院签订的1个议定书和300多个专家合同，废除了200多个科学技术合作项目，使我国的经济建设蒙受了巨大损失。
孙家栋对中苏关系从亲密到分裂、赫鲁晓夫突然下令撤走全部专家、带走所有资料、停运所有设备的过程，感到震惊。多年后他回忆说：“研制导弹这么大的工作，你给搞到半截，什么也不说，第二天早上拍拍屁股就走了，这叫人特别不可理解，这对我们的工作那确实是损失太大了。就从这一点来讲，我们辛辛苦苦办这么件事情，你给我扔了就走，你这不是坑我是干什么呢？所以他走了以后，当时大家那个干劲不是低潮，相反地那真是一鼓作气，自己把它干起来。”
孙家栋一到导弹总体设计部，就参加到了苏联“P-2”导弹的仿制和改型设计的工作行列。当时的导弹总体设计部主任是中国导弹与航天事业开创人之一的屠守锷，孙家栋来到屠守锷领导下的导弹总体部直接开始了仿制导弹的研究。
屠守锷，火箭技术和结构强度技术专家，中国科学院院士。1940年毕业于西南联合大学，1941年赴美国麻省理工学院航空工程系留学，获硕士学位。1957年9月，他作为技术顾问之一随聂荣臻副总理率领的中国政府代表团赴苏联谈判，促成了中国导弹与航天事业起步的唯一的一次导弹型号引进。1958年调任国防部五院一分院第二设计部主任，领导地空导弹的仿制与研制工作。1961年任一分院副院长，1962年任一分院副院长并兼任总体设计部主任，先后领导和参加了中国多种型号液体弹道导弹与运载火箭，以及洲际导弹、大型捆绑式运载火箭的研制试验工作。
在屠守锷的带领下，孙家栋他们这些年轻的科技人员加班加点，以最快的速度完成了图纸描红、原理起步、仿制消化、吸收反设计、改进创新的艰苦历程。当时屠守锷是导弹总体工作的负责人，孙家栋是工程总体设计员，他凭着自己在苏联扎实的基础理论知识，很快就崭露头角。
新中国的航天事业刚刚开始起步，犹如一张白纸好画最美丽的图画。孙家栋从苏联学成归来踌躇满志，日夜不停地爬在摞得像山一样的资料堆上翻译资料，资料翻译出来还要系统地归类，尤其是对总体技术指标和总体技术数据还要进行验算，通过模仿设计，把导弹技术吃透，力争掌握苏联的导弹设计思路。聂荣臻老总曾把仿制形象地比喻为“爬楼梯”，意思是要通过仿制把导弹技术研究透，为以后的自行研制奠定基础。孙家栋他们这些总体人员在翻译资料的同时，还以引进苏联导弹给定的技术指标为基础，用正常的设计程序进行反设计。这样，利用每一阶段的实际计算结果与苏联提供的资料数据进行比对，以此验证计算方法和计算公式的正确性，为以后的自行研制摸索经验。
1960年8月，孙家栋被任命为导弹型号总体设计室主任，他随“东风一号”导弹试验队赴酒泉发射基地参加发射任务。11月5日，中国第一枚仿制的近程地地导弹发射上天，获得圆满成功。当时担任国家航空委员会主任的聂荣臻元帅亲临导弹发射现场，当导弹点火升空，按预定计划圆满完成飞行试验后，坐在指挥台旁的聂帅激动地站起来说：“这是在中国地平线上飞起的中国人自己制造的导弹，是参加研制和发射试验的广大工人、技术人员、干部、解放军指战员辛勤劳动的结果，也是我军武器装备史上的一个重要转折点。”确实像聂帅所说，中国没有洋拐棍，依然可以昂首挺立，中国导弹的发射成功犹如一部历史，它把一个饱受欺凌的民族的尊严和志气书写到了浩瀚无边的太空。
中国从此拥有了自己制造的导弹，填补了导弹这个尖端武器的空白。孙家栋此时的心情异常激动，这成功的背后也同样有他的心血。与此同时，自行设计的中近程导弹也进入了紧张的组装阶段。
1962年3月21日，我国自行设计研制的第一枚中近程导弹首次发射，由于控制系统失稳，导弹刚刚起飞就坠毁在导弹发射台附近。孙家栋立即投入到故障查找、故障分析和方案设计改进的紧张工作中。他们从总体方案设计入手，使用剥竹笋一样的方法，一层一层对各个分系统的技术状态以及可靠性进行分析试验，并且根据故障现象反复进行模拟验证试验，很快找出并确定了导致失败的原因。失败的原因虽然找到了，但改进设计的处置办法却也成为难题，尤其是导弹飞行产生的弹性振动对控制系统的影响，涉及到要在许多方面进行试验验证和改进。他们从失败中找出教训，在教训中认真进行修改设计，经过改进后的导弹，先后完成了发动机性能试验，发动机可靠性试车，控制系统仿真与综合试验，控制系统与遥测系统匹配、模拟试验，导弹全弹振动试验等17项大型地面试验。
当时孙家栋在导弹研制队伍里虽然还是一个年轻小伙子，但在安排工作时，领导们却在不断给他“加码”，实际上是有意在培养他。
1964年6月29日，孙家栋在发射基地参与了“东风二号”导弹的发射试验任务。经过修改设计后的导弹在酒泉导弹发射台点火起飞，飞行试验获得圆满成功。这次成功，对于中国的导弹事业的发展具有非常重要的里程碑意义，不仅掌握了导弹研制的关键技术，并且系统地摸索总结出了导弹研制的科学规律，提出了必须强化总体概念，设计方案必须在可行性论证和地面试验的基础上，以可靠性为出发点进行设计。就是从这时起，导弹总体队伍的建设趋于成熟，总体队伍的模式趋于合理。7月，孙家栋被任命为中国第一枚自行设计的中程战略导弹的总体主任设计师，并且挑起了导弹总体设计部总体设计研究室主任的重任。之后，孙家栋又升任为导弹总体设计部副主任，当时总体部主任是屠守锷，孙家栋能在短短的几年内由总体设计员升任为导弹总体部副主任，除了钻研好学外，与他在工作中的突出表现和在领导、同事们心目中的地位分不开。孙家栋所做的工作业绩为中国导弹事业的发展添砖加瓦。
孙家栋对航天总体的解释是：“所谓总体，就是要用最可靠的技术、最少的代价、最短的时间、最有利的配合、最有效的适应性和最有远见的前瞻性，制订出最可行的方案，保证获得最好结果的一种方法和体制。工程总体主要解决总体集成，根据国情进行切实可行的总体编制和总体设计，总体要建立在已有基础和现有条件的基础上，还要为后续发展留有充分余地。新产品、新技术要提前安排攻关、研制计划，要与整个总体计划相吻合，中国航天几十年来走过的成功历程充分说明了总体工作的重要性。”孙家栋还解释道：“比如航天产品在研制过程中，某系统出现的问题影响到了其他系统的工作，就要立即进行协调。有时候，某分系统或子系统出现的问题看似很小，而与其他系统进行总体匹配后，就有可能出现理论上想象不到的复杂问题。如同桌子与椅子的配合，如果在桌子太高而椅子虽矮但属于正常尺寸的情况下，一般处置方法是理应当降低桌子的高度，可如果降低桌子高度所花费的时间过长、实现的难度过大时，就要从总体角度出发满足最后的目标，所以就有可能逆向思维，不降桌子而升椅子的高度来实现桌椅之间的协调。”那时，各级领导都非常重视总体工作，钱学森不论工作多么繁忙，每周都要到孙家栋这个总体组来了解情况。孙家栋遇到问题也经常随时敲门直接找钱学森。这种融洽的上下级关系很令孙家栋感怀。
随着国家整体科学技术水平的提高，中国依靠独立自主、自力更生的建国方针，大胆采用新技术、新工艺、新材料，很快就具备了将自行设计制造的导弹发射上天的能力。
1965年2月，中央专委决定对中近程地地导弹进行改进，以增大射程。孙家栋领导的一院总体设计部与有关分系统设计的单位用了半年多时间，完成了中近程地地导弹的改型工作。经过改进设计，减轻了全弹的结构重量；增加了氧化剂自动补加装置；将惯性和无线电混合的制导体制改为全惯性制导体制等，使导弹射程增大了20%，战术技术性能也有所改善。
1965年3月，中央专委批准并下达研制液体中程地地导弹的任务。孙家栋作为导弹总体设计部技术负责人主持了总体方案论证和总体设计工作。
从1965年11月起，改进的中近程地地导弹在导弹试验基地连续进行多次飞行试验，均获成功。
1966年10月27日上午9时整，中国用改型的中近程地地导弹运载着真正的核弹头点火拔地而起，核导弹伴随着轰鸣的火焰直刺苍穹消逝在人们的视野中。从仪器显示的数据分析，导弹飞行正常，9分14秒后，罗布泊落区传来了在预定高度实现了核爆炸、核弹头精确命中目标的报告。这一刻，发射场沸腾了，人们拥抱、跳跃，欢声雷动。“两弹结合”飞行试验成功的当天下午，《人民日报》发出了套红号外，向全世界公告：中国成功地试验了导弹核武器！
至此，中国不仅掌握了导弹核武器，而且走完了中近程地地导弹研制的全过程，闯出了自行研制地地战略导弹的路子，为尖端武器科研组织管理积累了经验。这种“两弹结合”的飞行试验是迄今为止除中国以外，还没有哪个国家进行过以实弹进行的“两弹结合”试验。是的，从第一次核爆炸到小型化核弹头，美国用了十三年，苏联用了六年，我国仅仅用了两年时间。而运载核弹头的导弹在这么短时间内，实现挖潜、改型、可靠性验证等诸多设计和试验，这其中的艰辛与欢乐，孙家栋他们这些亲临导弹研制第一线的科研人员的体会尤为深刻……
中国中程地地导弹是中国独立进行研制的液体导弹，运用了与中近程地地导弹全然不同的设计方案，集中地应用了中国60年代前期进行预先研究取得的最新技术成果，对设计方案进行反复论证后，最后确定了动力系统采用可贮存推进剂液体火箭发动机的方案；制导系统采用捷联式双补偿惯性制导方案，从而简化了发射前的准备工作，提高了制导精度，地面设备实现了机动化，使导弹具备了区域机动发射能力。
孙家栋回忆起当时研制导弹的情景时说：“其实早在任务下达之前，就已开展了有关预先研究，并陆续取得了重要技术突破。任新民主持研制出了采用可贮存推进剂的火箭发动机；郝复俭主持研制成功了高精度陀螺、加速度表；在姚桐斌主持下与北京、上海、沈阳有关单位协同攻关，研究解决了不锈钢高温钎焊、铝合金化学铣切等工艺难关，试制成功了弹头烧蚀防热、燃气舵等所需的新材料。同时，在控制系统、遥测系统、地面设备、结构强度与环境工程等方面，也取得了许多研究成果。这些都为中程地地导弹研制打下了坚实的技术基础。”
回忆起这段历史孙家栋感慨地说：“小时候最大的愿望是将来能成为一名土木建筑师，幻想将来可以建造大桥；在哈工大读书时，当时听说学校要增设汽车专业，我觉得汽车更神秘，可能比造大桥更富有挑战性；没曾想最终学的却是飞机制造，但又没有搞过一天的飞机制造。从毕业后一开始工作就从事了导弹研制，当时心想，这辈子就是导弹了，立志一门心思倾注于最初的仿制导弹和东风导弹的研制工作，然而，更没有料想到的是搞了近十年的导弹却又与卫星结下了不解之缘。”
3、结缘卫星
空间技术研究院的组建
人生之路如同九曲黄河，因某种机缘就会发生大的转弯。走上工作岗位就从事导弹研制的孙家栋，被独具慧眼的钱学森点将，负责中国第一颗人造卫星的总体设计工作，开始走上研制卫星的道路。
孙家栋曾在《奔向空间的历程》的文章里，针对我国开展人造卫星工作写道，这是党中央发出的向空间进军的动员令。毛泽东主席的号召是在世界上第一颗人造地球卫星发射成功半年后发出的，表明中国人民有信心、有能力登上空间技术的舞台，表达了中华民族有独立于世界民族之林的勇气和决心。从此，拉开了中国空间活动的序幕。
早在1957年10月4日苏联发射了第一颗人造地球卫星始，中国科学院与国防部第五研究院就对中国发射人造卫星有过考虑，认为研究人造卫星虽然工作艰苦复杂，但必须及早开展有关研究、早日制定研究方案，列入国家总体计划。
1958年5月17日的中国共产党八届二中全会上，毛泽东发出号令：“我们也要搞人造卫星！”
从这之后的许多年里，聂荣臻元帅亲自领导，时任中国科学院和国防部五院负责人的张劲夫、钱学森、王诤等组织有关专家研究制定了中国人造地球卫星发展规划。一些著名科学家，如钱学森、赵九章、钱三强、陈芳允、陆元九、杨嘉墀等发表许多搞人造地球卫星的意义及实现途径的论文。但是，由于种种历史原因，中国第一颗人造卫星和其他航天器的研制是分散在中国科学院和其他一些部门进行的，这给组织领导和指挥调度带来很多困难。解决体制队伍的问题，是我国人造卫星工程研制初期的一个关键问题。
1965年元旦过后，钱学森向聂荣臻又一次提到了中国的人造卫星事情，钱学森说：“我们在卫星研究方面已经开展了许多研究，现在看来，应该提到日程上来了。搞卫星是件很复杂的事情，只有及早准备，到时候才不会误事。”
聂荣臻说：“人造卫星的事，我和总理也经常议论。前几年我们在这方面的条件还不太成熟，做了一些基础性工作。去年国庆节的时候，毛主席还专门向我问过这方面的情况。”
钱学森接着说：“人造卫星的作用还不光在军事方面，还可以搞测地卫星、广播通信卫星、气象卫星等等，尤其是载人卫星，前景很广阔。从我们现在所具备的条件看，发射10公斤的卫星是可以实现的。”
钱学森阐述了人造卫星的用途，一个国家要搞人造卫星，首先应当开展航天领域的研究，而航天领域的成果是国家综合国力的体现。
在当时那个年代，中国的基础科学还相当薄弱，人们并不知道什么是航天？
孙家栋为国防科工委科学技术部1991年公开出版发行的《中国军事百科全书——军事航天技术分册》撰写条目内容时，对“航天”和“航天学”作了如下叙述。
航天——狭义指，是人类在太空的航行活动。又称空间飞行或宇宙航行。广义指，是人类探索、开发和利用太空以及地球以外的天体的活动。这一活动借助航天器来实现。包括环绕地球的运行、飞往月球或各大行星的航行（包括环绕天体运行、从近旁飞过或在其上着陆）、行星际空间的航行和飞出太阳系的航行。航天的基本条件是航天器达到足够的速度，克服摆脱地球引力或太阳引力。宇宙速度是航天所需的特征速度。在相当长的时期内，航天基本上是在太阳系以内的航行活动。航天是20世纪科学技术进步和社会生产发展的结果，其作用远远超出科学技术领域。人们通常把太阳系内的航行活动称为航天，把太阳系以外的航天活动称为航宇。航天有时也泛指航天工程或航天技术。
航天学——是研究航天基本原理和指导航天工程实践的综合性技术科学。又称星际航行学。航天学是航天系统、特别是航天器和航天运输系统的设计、制造、试验、发射、运行、返回、控制、管理和使用等航天技术的理论基础。主要分支学科有航天动力学、空气动力学、火箭结构分析、航天器结构分析、航天热物理学、火箭推进原理、燃烧学、航天材料学、火箭制造工艺学、航天器制造工艺学、飞行控制和导航理论、空间电子学、飞行器环境模拟理论、航天医学、航天系统工程学等。航天学是多种基础科学和技术科学在航天应用中发展起来的，航天工程实践是以航天学的理论作指导，它又丰富和发展了航天学的内容，使之成为一门自成体系的现代综合性技术科学。
