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1961年初，国防部交给中国科学院自动化研究所一个十分特殊的任务：研制大型热应力试验设备，以满足我国火箭和导弹事业发展的要求。这个任务的代号叫“151工程”。
中国科学院自动化研究所特殊仪表研究室主任杨嘉墀接受了这项工程的总体设计和研制的重要任务。
杨嘉墀经过反复考虑，决定把“151工程”分为三个研制系统，即加热系统、加载系统和测量系统。
杨嘉墀和他的同事们开始了艰难的研究工作。
当时正值三年自然灾害的困难时期，杨嘉墀和他的战友们忍受着饥饿的折磨，凭借着顽强的意志，在科学的王国里进行着艰难的探索。
杨嘉墀激励大家说：“中国的火箭和卫星事业，只有靠中国人自己的智慧和双手，靠别人是靠不住的。”
经过四年半的艰苦奋斗，杨嘉墀和他的同事们终于胜利地完成了大型热应力试验设备的研制任务。
1963年，二机部副部长钱三强十分郑重地把“21号任务”交给杨嘉墀。“21号任务”的内容包括火球温度测量仪、冲击波压力测量仪和现场地面振动测量仪等。这些仪器都是核弹试验中必不可少的重要工具。
杨嘉墀全面负责“21号任务”的技术工作。
国防科委要求杨嘉墀他们在1964年6月以前完成仪器的研制工作。
杨嘉墀意识到时间的紧迫，心急如焚，他带领同事们夜以继日地辛勤工作着。杨嘉墀办公室里的灯光，总是亮到很晚，有时甚至彻夜不熄。
在这段时间里，杨嘉墀变得越来越消瘦，可是，他以惊人的毅力，顽强地拼搏着。
1964年4月，杨嘉墀和他的战友们顺利地完成仪器的研制工作。5月，经过国防科委组织验收，仪器的各项指标都达到甚至超过要求。
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