ясно я так и думал , что без редиректа не обойтись

Ты слепой? Я два варианта написал. Можно обойтись без редиректа.

На js наверно без редиректа. Пишите атрибут download в a href с другого сайта на своем сайте.

Поддержка крайне хреновая: http://caniuse.com/#feat=download

нет href с другого не вариант!

пытаюсь резюмировать:
правильно ли я понял, что без предварительной загрузки файла выдать ссылку на другой сайт через header( .....) не получится?

Что ты понимаешь под "предварительной загрузкой"? Тебе не обязательно хранить файл у себя на сервере. Но трафик придется через сервер пропустить. В этом и суть "прокси".

это понятно, но все же хотелось бы без прокси решение, а просто выдавать правильную ссылку для браузера

Ну дык и выдавай. В чем проблема? Но тогда ты не сможешь изменить имя файла (кроме как через атрибут download, который работает не во всех браузерах)

так вопрос как выдавать...

вот кликнули на ссылку http://sait1.rudownload.php?url=название_файл а.txt

какой код нужн в download.php,
чтобы у юзера в браузере открылся диалог на скачку но уже по ссылке http://sait2.ru/название_файла.txt

Ну так делай редирект на нужный URL. Вот только форсировать скачку ты уже не сможешь. Если sait2 форсирует - ок. Если нет, то на усмотрение браузера файл может открыться для просмотра прямо в браузере.