二十世纪八十年代初，中国发射了一颗具有机动控制能力的卫星。中国卫星测控技术专家部负责对这颗卫星实施变轨控制试验，以检验卫星的机动能力及对卫星的变轨控制技术。卫星进入预定轨道后，气源曲线失常，迅速下降，直至消失。经过研究，有的专家建议不做变轨试验，提前回收卫星。
但试验指挥张志浩、软件专家赵汉章和轨道计算专家李松涛力排众议，坚持对卫星实施变轨控制试验，并得到了亲临一线的上级领导支持。经过几次惊心动魄的变轨试验，这颗卫星回到祖国的怀抱，试验取得圆满成功。即将退休的政委找赵汉章谈话，提出让他接班当政委。
赵汉章不忍放弃自己热爱的专业，内心复杂而沉重，虽然难以接受，但还是服从了组织的安排。他的第一项工作是到军地院校接收“文革”后第一批大学毕业生。赵汉章到母校接收了丁子健、李辉、彭晓东和老校长的女儿周云等。
中国轨道第2集剧情介绍赵汉章到清华大学接收了孙伟、曲涛、路雁，还到其他学校接收了于佩娟、陈晓玲等。大学生一到，即成立军政训练大队，赵汉章担任大队长兼政委，一边组织军训，一边给学员介绍中国及世界航天测控的发展。中国通信卫星试验进入实施阶段，测控技术专家部负责制定卫星测控的总体方案。
中国轨道剧照
一些专家和技术室领导建议让新大学生尽快参加科研，但张志浩和赵汉章坚持完成军政训练以后再说。孙伟对不能参与工作，而把时间花在军训、叠被子上感到不满。赵汉章利用下围棋做孙伟的思想工作。有一学员不愿在部队工作而向往都市生活，赵汉章做不通工作，只好将其退回。
中国轨道第3集剧情介绍赵汉章带学员到活动测控站参观，河南籍站长热情向学员们介绍情况。彭晓东看着测控设备，听着活动站的野外生活，心有所动。军政训练的最后一课是由李松涛主持学员们的一次卫星模拟测控试验。丁子健和孙伟配合李辉指挥，排除了李松涛设置的难题。赵汉章和李松涛对这批学员感到满意。
完成军训的大学生被分到各技术室。李辉、周云分到轨道室，丁子健、路雁、陈晓玲、曲涛分到了软件室，于佩娟、彭晓东分到控制室，孙伟则来到李松涛身边专攻轨道计算模型的设计。张志浩要求各技术室在制定课题计划时新同志投入的比例必须在60%以上。
软件室交给曲涛指令链的课题，而让丁子健整理国内外卫星故障资料，丁子健认为这是一件没有创造性的工作，很不高兴，找到赵汉章提意见，而赵汉章却说这是他的决定。国外拒绝向中国出售已签好合同的用于通信卫星测控的计算机及配套设备。
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