发射成功的第二天，孙家栋刚刚卸下卫星发射的重任，还没来得及喘息休整、好好睡上一觉，便乘坐专用飞机马不停蹄地从西昌卫星发射中心紧急赶往西安卫星测控中心。
4月10日8时47分，西安卫星测控中心对卫星发出远地点发动机点火的遥控指令，发动机准时点火，正常工作，在东经142度附近将卫星推入地球准同步轨道。接着，卫星测控中心按照程序对卫星进行了姿态调整，使卫星建立了能够正常工作的自转轴垂直于地球赤道平面姿态，获得了利用红外信息长期跟踪控制的条件。
试验的征途总是不能一帆风顺，正当这颗卫星经变轨、远地点发动机点火进入地球准同步轨道，向预定工作位置漂移的时候，西安卫星测控中心通过遥测数据发现，装在卫星上的镉镍电池温度超过设计指标的上限值，并且还有继续上升的趋势，遥测数据显示，卫星的外壳和其他部分仪器的温度也偏高，如果控制不住，温度会继续升高，刚刚发射成功的卫星危在旦夕……
地面的技术人员遥测几万公里高空发热的卫星，如同医生在诊断“发高烧”的病人，如果不及时为病人退烧，则会危及病人的生命。但是，现在的病人并没有呈现在医生的面前，而类似于远程医疗，要控制的是远在36000公里高度的赤道上空沿着太空运行轨道快速飞行的卫星。刻不容缓，如果不立即让卫星退烧，将会引起卫星蓄电池损坏以至于使整个卫星失效。
此时的孙家栋可以说心力交瘁、疲惫不堪。但危机就是命令，孙家栋立刻领一班人马投身到对卫星故障的应急处置中。首先，召集技术人员开会，发挥技术人员的聪明智慧，群策群力’出主意想办法，孙家栋简明扼要地谈了自己的想法，很快建立了一个解决问题的思路。孙家栋凭着对卫星及其飞行过程的分析，初步判断认为卫星发热是由于卫星相对太阳姿态角的变化所引起的，果断地提出克服蓄电池热失控的应急方案，做出对卫星进行大角度姿态调整，增大太阳的照射角，降低太阳电池阵与蓄电池之间的电压差，减小充电电流，迫使蓄电池停止升温和降温的应急故障处置的决定。
西安卫星测控中心的指挥人员和操作人员一经接到对卫星的处置通知，便及时在地面对36000公里高空的卫星发出了应急1984年，孙家栋（站立者）在“东方红二号”通信卫星故障处理的决策会议上指令：将星上所有功耗仪器设备全部打开，尽可能多地消耗电能，多次调整卫星姿态，改变太阳辐射角，以减少太阳能电池对卫星的供电，最大限度地增加镉镍电池放电量。这时，在操作控制室只听到指挥人员和操作人员紧张的口令声：
“发出开启指令！”
“指令发出！”
“星上接到指令，执行完毕！”
完成这些技术措施后，卫星的电池温度立即出现了向好趋势，证明所采取的措施是正确的。但此时的卫星还不能正常工作，在这种状态下仍然不能正常进行通信传输。孙家栋与相关专业人员群策群力，又经过几个昼夜的模拟试验发现，当太阳照射角为90度时，卫星能源系统将保持平衡可以将温度控制在设计指标范围内。孙家栋果断命令对卫星姿态角再调整5度。1974年11月5日中国返回式卫星发射时，孙家栋曾就在发射指挥室打破正常程序，不顾一切地果断命令“停止发射！”10年后的今天，孙家栋又一次发出了打破常规的指令。按照正常情况，“立即再调5度”的指令需要根据精确的运算数据结果，形成文件按程序审批签字后才能执行。在这种紧急情况下，各种审批手续都已经来不及了。操作指挥员确实感到压力巨大，尽管孙家栋的指令已经在设置的录音设备中录了音，但毕竟没有经过指挥部会商签字，依孙家栋的位置和人格魅力，他既然发出了指令，势必要立即执行。在指挥现场的几个操作人员为了慎重起见，临时拿出一张白纸在上面草草写下“孙家栋要求再调5度”的字据要孙家栋签名，孙家栋毅然拿起笔，在字据的下方签上“孙家栋”三个字。要知道这三个字的分量和风险。这如同10年前发射卫星的情况一样，也需要把个人的一切顾虑抛到脑后。战争年代这叫作“生死置之度外”在没有硝烟的卫星发射、测控现场，这难道不是一种不顾个人安危的“大义瘭然”！
西安卫星测控中心对卫星姿态再次调整后，验证了这一措施的正确性，最终正确地选择了长期运行的姿态，卫星终于化险为夷，保证了卫星定点和长期稳定运行。孙家栋这时也确实到了精疲力竭的程度了。
对太空中“发烧”卫星的这种处理决策在世界航天界实属少有，同事们惊叹这一绝招。事后，对卫星故障处理的这种创造引起了航天界人士的关注，当时人们就纷纷说，这真是为我国通信卫星工程立了一大功！
4月16日18时28分，卫星在地面的控制下，准确定点于东经125度赤道上空，实现了运行周期相对于地球的静止同步轨道，中国拥有了自己的第一颗通信卫星。孙家栋虽然身心疲惫，但眼前的成果给他带来无比的欢欣，今天中国人终于依靠自己的技术和能力拥有了自主的同步通信卫星，孙家栋实现了心与星的同步。然而，科学试验屡经磨难，卫星在轨一波三折，经检测后发现卫星上的定向通信天线无法展开正常通信，原因是天线在同卫星一起旋转。这一情况报告到孙家栋那里时，孙家栋果断决定立即启动星上消旋系统！测控中心向卫星发出消旋指令后，卫星工作趋于正常。
4月17日18时，卫星通信试验正式开始。早已调试好的北京、南京、石家庄、昆明、乌鲁木齐通信地球站待命展开数字化通信、广播、彩色电视节目传输、报纸版型传真和时间标准频率播发等工作，结果表明卫星工作正常，传输品质良好。孙家栋又马不停蹄地赶回北京验证在轨测试结果。
4月18日10时，孙家栋看到张爱萍在北京卫星地球站通过试验卫星，与远在新疆乌鲁木齐的王恩茂如同近在KB尺，清晰的电话通话声音时，发自内心地松了一口气，此时洋溢的喜悦也只有他自己的内心才最清楚。几千个日日夜夜的拼搏，孙家栋总算从心底流露出了由衷的笑容。
中国通信卫星投入使用，是中国航天技术发展取得的又一个重大突破，标志着中国成为世界上第五个能发射地球静止轨道卫星的国家。
1984年4月18曰，中共中央、国院、中央军委向全体从事通信卫星研制、试验的科学工作者、工程技术人员、工人、干部和解放军指战员发出了贺电。4月30日，中共中央、国院、中央军委在人民大会堂隆重举行庆祝我国试验通信卫星发射成功大会，党和国家领导人胡耀邦、赵紫阳、杨尚昆、余秋里等出席了大会。
我国试验通信卫星的发射成功，为我国航天事业的发展开创了新局面，为我国的航天技术的应用奠定了新的基础。中国通信卫星工程倾注了中国几代人的心血，通信卫星发射试验的成功具有重要里程碑意义，也是千千万万参与者永远铭记的大事件。
二代卫星
第二代应用卫星航天工程主要为：“东方红三号”通信广播卫星工程、“风云二号”地球静止轨道气象卫星工程和中国与巴西合作研制“资源一号”地球资源卫星工程。被任命为第二代应用卫星航天工程，大家习惯称之为“总总师”的孙家栋统领了这三项卫星航天工程的研制重任。“东方红三号”通信广播卫星是我国新一代广播通信卫星。
1997年5月12日，“长征三号甲”运载火箭托举着首颗“东方红三号”通信卫星发射升空，准确进入倾角28.4度，周期10小时39分，近地点为207公里，远地点为36194公里的大椭圆转移轨道。按预定飞行程序，在地面测控系统的测控管理下，卫星先后完成南北太阳电池阵展开，通信天线的展开，远地点变轨发动机经过第三次点火变轨，将卫星送入地球准同步轨道。5月20日16时卫星成功的定点于东经125度赤道上空。
“东方红三号”卫星是我国第一代三轴稳定中等容量的实用通信卫星，可承载170公斤有效载荷，星上配置了24台C波段转发器，其中6台是16瓦中功率转发器，用于传输电视，其余18台是8瓦低功率转发器。服区域包括：中国大陆、海南、台湾及近海岛屿。主要用于电视传输、电话、电报、传真、广播和数据传输等业。至少可连续向全国同时传输6路彩色电视节目和8000门双工电话（采用频带压缩传输技术后能传送的更多），寿命末期功耗大于1700瓦，设计寿命达8年。它的研制成功，为我国其他通信卫星的研制和发展奠定了基础，标志着中国通信卫星技术跨上了一个新台阶。
孙家栋统领工程设计的我国自行研制的“东方红四号”新一代大容量通信卫星，也取得了重大成果，这种新型卫星的技术指标已经达到和赶上了国际同类卫星的质量和水平。“东方红四号”新一代大容量通信卫星的成功应用将预示着我国的卫星研制能力实现了与国际接轨。
1986年3月，国院正式批准“风云二号”地球静止轨道气象卫星研制任，“风云二号”气象卫星工程被列入航天重点工程。
1997年6月10日，我国成功地发射了“风云二号A”静止同步轨道气象卫星，标志着中国气象卫星进入了一个新阶段，极大地改善了我国气象预报手段和提高了气象观测水平，为我国气象现代化事业的发展提供了又一新的手段，对气象事业服于人民生活、国防、工农业生产及其他行业产生了重要的影响。中国成为世界上3个同时拥有极地轨道气象卫星和地球静止轨道气象卫星的国家之一。
