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为了缩短我国导弹技术起步阶段的摸索过程，1957年9月7日，中国政府派遣以聂荣臻为首的代表团前往苏联，就寻求导弹援助等问题同苏方进行协商。10月15日，中苏双方在莫斯科签订了《国防新技术协议》。这个协议规定，从1957-1961年底，苏联向中国提供三个导弹样品和有关技术资料，这三个型号的导弹分别为近程地地导弹（代号“1059”）、地空导弹（代号“543”）、飞航反舰导弹（代号“542”），并派遣技术专家帮助中国进行导弹仿制，还增派了一些留学生名额。
为了做好迎接苏联援助项目的准备工作，钱学森等人向聂荣臻提出了《关于导弹研制院的体制意见的报告》。在这份报告的基础上，1957年11月，国防部第五研究院决定以总体设计、空气动力、弹体结构、发动机和推进剂5个研究室为基础，组成一分院，负责导弹总体设计和弹体、发动机研制；以电子科学研究院为基础，合并控制系统、控制组件、无线电、计算机、技术物理5个研究室组成二分院，负责导弹控制系统的设计工作。五院还于1961年成立了三分院，从事飞航式导弹系统的研究设计；又于1964年成立了四分院，从事固体火箭发动机的研制。
1958年初，梁思礼从欧洲回国后，立即被分配到教导大队，穿上少校军装，担任教导大队的副营长兼技术副大队长。
教导大队是由从总参、一炮和五院抽调来的几十个军官和技术人员组成的。可是梁思礼没当过兵，也没有受过任何军队训练，不太清楚一些军队的规则，带队时还闹过笑话。那时正逢苏联援助的近程地地导弹（“1059”）到来，苏联派来的专家和发射连队给教导大队人员讲导弹知识并教他们操作演习。因为有了整个武器系统的实物和教材，又有苏联官兵辅导，教导大队的人员对导弹的认识很快有了很大的提高。短短数月一期的教导大队为我国导弹事业训练出第一批粗识导弹的人才，后来他们中的很多人成为了五院的领导和骨干——中国的航天事业有了一个比较好的开端。
为了履行聂荣臻元帅率领的代表团在1957年与苏联达成的协议，1958年苏联派出一批导弹专家来华，运来了上述型号的实物和图纸资料，并帮助中国选择仿制工厂。五院立即组织技术人员投入紧张的翻译和复制工作。经过突击，第一批P-2近程导弹的图纸资料很快翻译完成，并准备下发到承制工厂。8月，苏联导弹专家陆续来华，具体指导仿制工作。五院的一、二分院都组成了中方代表团陪同苏方专家到全国各地选择仿制厂址。梁思礼参加了二分院派出的代表团。那时，正值我国实施第一个“五年计划”，苏联援助我国建成了156项工程。这次苏联专家就是要从这些已建的工厂中选定仿制“1059”的工厂。于是，五院就派技术人员到这些工厂去参加仿制工作。
1958年，五院开始仿制近程地地导弹，当时梁思礼被派到西北区任下厂工作组组长，带着一批搞无线电、电器部件的新大学生组成了一支工作队下厂，到宝鸡、兴平和西安等地的一些电子部和航空部的工厂，一边学习，一边处理生产中的各种问题。这一段时间是我国的航天队伍成长中的一个很重要的环节。在下厂的过程中，他们对工艺设计、加工过程、生产程序、工厂运作方式都有了较具体的了解。大学生原来只有书本和实验室里的知识，下厂仿制“1059”，使新参加工作的大学生学到了直接的知识，积累了实际的工作经验，为以后做设计工作打下了实践基础。将近一两年的时间，梁思礼都驻守在西北宝鸡，并且经常去西安和兴平检查工作。
导弹技术是现代科学技术和基础工业成就的高度综合，是国家规模的庞大系统工程，它几乎涉及国民经济的所有生产部门和各个技术领域。而刚刚成立不久的新中国的科学技术的落后面貌还未改变，这为“1059”导弹的仿制带来了许多意想不到的困难。
面对重重困难，导弹研制人员没有退缩，他们百折不挠，用自己的聪明才智和忘我工作精神，把一个又一个困难踩在了脚下。仿制没有研究和生产基地，科研人员就开展全国大协作。当时全国直接和间接参加仿制的单位有1400多个，涉及航空、电子、兵器、冶金、建材、轻工、纺织和商业等各个领域，其中主要承制厂就有60多个。仿制没有导弹总装厂，就对一座清朝宣统年间兴建的飞机修理厂进行技术改造；设备缺乏，就因陋就简、土法上马，自制简易设备，或者想方设法利用国内现有的设备；原材料短缺，就努力寻找代用材料，以解燃眉之急。
同年，苏联派来了一些专家帮助我们仿制“1059”，还运来了一些实物，也提供了一些相关的设计图纸和资料。当时五院要求每个主管设计师都跟着一个苏联专家学习，尽量向他们学习如何设计导弹，但收效不大——这些苏联专家在他们国内大多是在工厂搞工艺，对设计工作了解不多，而且他们口风非常严，不会随意透露。与梁思礼对口的专家为人很好，但也基本不透露什么设计经验。
最初，苏联专家还是真心实意地帮助中国的。但是到了1959年，中苏关系开始恶化，有些苏联专家就在“1059”仿制中设卡。比如当我国想为发射苏制“1059”考核试验靶场时，他们却说我们生产的液氧不合格，一定要使用西伯利亚生产的液氧。液氧在零下183℃就会变成气态氧，从西伯利亚那么远的地方运过来，运输过程中液氧就会蒸发得所剩无几，这明显是在设置障碍。
接着在1960年，苏联撕毁合同，撤回专家，一些关键设备只供应了一半就停止了，有些未到的图纸资料也不给了，这等于是对我国航天事业釜底抽薪。在当时的情况下，我们国家面临着两种选择，是干还是不干，也就是所谓的“上马”、“下马”之争。有人持这样一种看法：如果没有苏联的援助，干不下去了，就只好收摊不干。但是党中央老一辈无产阶级革命家指示航天战士要自力更生、发愤图强，依靠中国自己的力量把导弹打上天。
苏联专家撤离后，经我国专家梁守盘分析研究，认为我国的液氧完全合格，可以使用，并用它在靶场成功发射了苏制“1059”。
仿制工作是极其艰苦的，没有材料和电子零件就自己研制，梁思礼和同事们一起用心钻研、埋头苦干，终于解决了超差代料问题，也就是用国产的材料和元器件取代了苏联不继续供应的材料和元器件。终于，我们的航天人依靠自己的力量，把射程600公里的地地导弹（“1059”）仿制出来了。
1960年11月5日，我国仿制的“1059”近程导弹（后来被命名为“东风1号”）发射成功，大家兴奋不已！聂荣臻也在发射现场。在庆功宴会上，聂总发表祝酒词说：“祖国的地平线上第一次飞起我国自己制造的第一枚导弹，这是我军装备史上的里程碑、一个重要的转折点。”大家听了，都深受鼓舞。
中央军委副主席聂荣瑧“1059”导弹的仿制成功，是我国导弹研制、生产的一个良好开端，它标志着我国在掌握导弹技术方面迈出了关键的第一步，为今后新型导弹的自行设计和生产奠定了基础，开辟了道路。通过仿制“1059”，为了解决苏联终止援助的各种材料和元器件，我国建立起了自己的材料和电子元器件协作网，逐步使我国的工业基础提升了一大步，这一步直接支持了航天事业的发展，同时对其他行业也有所促进。
“独立自主，自力更生”，梁思礼和同事们对这句话的含义有了更切身的体会。从那时起，我国的战略导弹技术从无到有、从小到大、从单级到多级、从近程到远程、从液体到固体，不断发展起来。我国的航天事业，就是在当时这样封闭的环境中，各种条件都不够完善的情况下，由第一代航天人艰苦奋斗，一点一点打下基础，一步一个脚印走出来，才拥有今天的辉煌。