Wie lässt sich ein Weltraumklassenzimmer realisieren? Luft- und Raumfahrtpersonal der Nach-90er Jahre baut eine „Autobahn“ für die Kommunikation zwischen Weltraum und Erde

Erstveröffentlichung: 12. Januar, Xinhua Daily Telegraph

Autor: Xinhua Daily Telegraph-Reporter Zhang Jiansong und Ding Ting

In einem geräumigen und hellen Labor Kopfhörer aufsetzen und arbeiten, während man seine Lieblingsmusik hört, ist die Lieblingsbeschäftigung von Lu Bin, einem Luft- und Raumfahrtarbeiter der Nach-90er Jahre.

Denn das „Musikhören“ gehört zu seinem Job.

In den riesigen Weiten des Weltraums, 400 Kilometer von der Erde entfernt, sind die Astronauten, die sich auf der chinesischen Raumstation „auf Geschäftsreise“ befinden, nicht nur häufig per Video mit der Erde verbunden, sondern haben der Welt kürzlich auch eine einzigartige Weltraumvorführung geboten. Die drei Astronauten stellten die Arbeits- und Lebensszenen der chinesischen Raumstation vor und zeigten sie, demonstrierten zytologische Experimente, Objektbewegungen, Flüssigkeitsoberflächenspannung und andere Phänomene in einer Mikrogravitationsumgebung und kommunizierten in Echtzeit mit dem Klassenzimmer am Boden, als wären sie direkt vor Ort.

Am 11. Januar 2022 machten Lu Bin und seine Teamkollegen ein Gruppenfoto im Shanghai Aerospace Innovation and Entrepreneurship Center. Alle Bilder wurden vom Xinhua Daily Telegraph-Reporter Zhang Jiansong aufgenommen

Die ungehinderte Kommunikation zwischen Himmel und Erde ist untrennbar mit einer Kommunikationsautobahn verbunden, die vom Elektronikinstitut der Achten Akademie der Chinesischen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrtwissenschaft und -technologie gebaut wurde, wo Lu Bin arbeitet. Diese „Autobahn“ besteht aus Geräten zur weltraumgestützten Sprachverarbeitung, Bilderfassung, Datenintegration sowie Hochgeschwindigkeitskommunikation und -übertragung, die vom Institut für Elektronik der Achten Akademie entwickelt wurden. Der gutaussehende und fähige Lu Bin ist Chefdesigner von Sprachgeräten für die bemannte Raumfahrt am Institut für Elektronik. Er ist hauptsächlich für die Sprachverarbeitung auf der „Autobahn“ zuständig.

„Einfach ausgedrückt besteht unsere Aufgabe darin, die Stimmen der Astronauten zu kodieren, sie über die Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen Boden und Erde zur Erde zurückzusenden und die Stimmen der Astronauten dann über die Decoder am Boden originalgetreu wiederherzustellen.“ Im Labor des Instituts für Elektronik erklärte Lu Bin, während er an der komplexen Ausrüstung herumfummelte, die so dicht war wie ein Spinnennetz.

Lu Bin, Chefdesigner von Sprachgeräten für bemannte Raumfahrtprojekte am Institut für Elektronik der Achten Akademie der Chinesischen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrtwissenschaft und -technologie.

Während der Fehlerbehebung an der Sprachausrüstung ersetzte Lu Bin die Stimmen der Astronauten durch seine Lieblingsmusik. Er spielte oft immer wieder sein Lieblingslied „Ordinary Road“ von Pu Shu. „Dieses Lied erzählt die Geschichte des ständigen Kampfes eines gewöhnlichen Menschen, der meinem sehr ähnlich ist. Wenn ich den Code anpasse, die Stimme verbunden wird und das vertraute Lied abgespielt werden kann, fühle ich mich in diesem Moment äußerst glücklich. Die Freude an dieser Arbeit fasziniert mich und hilft mir, eine technische Barriere nach der anderen zu überwinden.“ Sagte Lu Bin.

Am 11. Januar 2022 verfolgte Lu Bin gedankenverloren die Vorstellung des Monderkundungsprojekts im Shanghai Aerospace Innovation and Entrepreneurship Center.

Lu Bin, geboren 1991 im Kreis Daishan in der Stadt Zhoushan in der Provinz Zhejiang, ist seit seiner Kindheit ein „Spitzenschüler“. Er sagte: „Ich möchte in allem, was ich tue, mein Bestes geben. Ich möchte mich ständig bereichern. Ich möchte meine Eltern nicht zu sehr belasten. Ich hoffe, dass ich es ihnen durch meine eigenen Bemühungen zurückzahlen kann.“

Am 11. Januar 2022 ging Lu Bin im Shanghai Aerospace Innovation and Entrepreneurship Center spazieren und sah sich das Raketenausstellungsmodell an.

Im Jahr 2010 wurde Lu Bin an der Huazhong University of Science and Technology aufgenommen. Auf Anraten seines Vaters entschied er sich für das Hauptfach Elektrotechnik und Elektronik. Im Jahr 2012 wurde er ein ruhmreiches Mitglied der Kommunistischen Partei Chinas. Nach meinem Bachelor-Abschluss wurde mir empfohlen, einen Master-Abschluss zu machen. Nach seinem Abschluss im Jahr 2017 entschied sich Lu Bin unter zahlreichen Angeboten schließlich für eine Tätigkeit am Institut für Elektronik der Shanghai Academy of Space Technology.

„Im Jahr 2003, als Yang Liwei, der erste Astronaut meines Landes, erfolgreich ins All flog, war ich ein Fünftklässler und fand Yang Liwei unglaublich. Im Jahr 2012, als die Shenzhou 9 mit drei Astronauten an Bord erfolgreich an die Tiangong 1 andockte, war ich im zweiten Studienjahr. Als ich diese aufregenden Neuigkeiten hörte, begann ich darüber nachzudenken, was ich für die Raumfahrtindustrie des Landes tun kann. Nach meinem Abschluss werde ich die Möglichkeit haben, zur Raumfahrtindustrie des Landes beizutragen“, sagte Lu Bin.

Am 2. Januar 2022 räumte Lu Bin sein Zimmer zu Hause auf.

Bereits wenige Tage nach seiner Ankunft am Institut für Elektronik erhielt Lu Bin den Auftrag zur Entwicklung eines Sprachprodukts. Er kam zum ersten Mal mit High-End-Produkten aus der Luft- und Raumfahrt in Berührung und war völlig verwirrt. Glücklicherweise konnte das Institut für Luft- und Raumfahrt-Neulinge wie ihn einen erfahrenen Meister vermitteln. Lu Bins Meister ist Huang Jianqing, der Leiter des Sprachteams am Institut für Elektronik. Meister Huang leitete Lu Bin geduldig an, indem er ihn in die Luft- und Raumfahrtindustrie einführte und ihm die Möglichkeit gab, sich weiterzuentwickeln und zu trainieren. Er führte ihn Schritt für Schritt zu kontinuierlichen Fortschritten.

Am 31. Dezember 2021 wechselte Lu Bin zur Abteilung für Luft- und Raumfahrtausrüstungstechnik des Instituts für Elektronik.

Einmal war der unerfahrene Lu Bin unvorsichtig und zeichnete einen Fehler in die schematische Darstellung. Durch geduldiges Prüfen entdeckte Meister Huang den Fehler rechtzeitig und verhinderte größere Folgeschäden. Lu Bin fühlte sich wegen seiner Nachlässigkeit sehr schuldig, aber Meister Huang machte ihm keine Vorwürfe. Stattdessen tröstete und ermutigte er ihn. Die Toleranz und die Erwartungen des Meisters motivierten den ehrgeizigen Lu Bin innerlich ständig: Ich muss mein Bestes geben!

Am 31. Dezember 2021 führte Lu Bin im Labor ein thermisches Vakuumexperiment durch.

Im komplexen und rauen Weltraum muss die hohe Zuverlässigkeit von Luft- und Raumfahrtprodukten in verschiedenen Umgebungen gewährleistet sein. Während eines Produktvibrationstests wurde die Stimme plötzlich unterbrochen. Lu Bins Herz schien auf den Meeresgrund zu sinken. Er war sehr besorgt. Er simulierte das Fehlerphänomen Tag und Nacht im Testcenter, um die Fehlerursache zu überprüfen und konnte diese schließlich erfolgreich lokalisieren. Ein anderes Mal startete die einzelne Maschine aufgrund des Austauschs des Produktchips ungewöhnlich bei hoher Temperatur. Um das Problem zu lösen, führte er wiederholt Hoch- und Niedertemperaturtests unter verschiedenen Arbeitsbedingungen durch und fand schließlich die Ursache des Fehlers.

„Für uns in der Luft- und Raumfahrtindustrie ist es eine alltägliche und schmerzhafte Erfahrung, wieder ganz von vorne anzufangen. Tritt ein Problem auf, müssen wir kontinuierlich Experimente, Analysen und Forschungen durchführen, um die Ursache des Fehlers vollständig herauszufinden. Wir müssen auch daraus lernen, damit solche Probleme beim nächsten Mal nicht wieder auftreten“, sagte Lu Bin.

Am 31. Dezember 2021 ging Lu Bin zu einer Besprechung in den Konferenzraum.

Um Luft- und Raumfahrtprodukte zu testen, muss Lu Bin häufig nach Peking und Tianjin reisen, um an gemeinsamen Produkttests teilzunehmen, und zu Mess- und Kontrollstationen im ganzen Land, um an der Kopplung von der Erde an den Weltraum teilzunehmen. An der westlichsten Ortungs- und Kontrollstation meines Landes – Kashgar, Xinjiang – machte er sich aufgrund der Zeitverschiebung um 7 Uhr morgens, vor Sonnenaufgang in Kashgar, fertig und machte sich auf den Weg zur Arbeit an der Ortungs- und Kontrollstation, wo er die gesamte Einheit bei der Simulation der Weltraum-Erde-Kommunikation mit dem Zentrum in Peking unterstützte. Die Mess- und Kontrollstation ist von einer Wüste umgeben. Jeden Abend wirbelt der heulende Wind jede Menge Sand auf und der Himmel ist trüb und unklar. Allerdings muss er noch bis 21 Uhr am gemeinsamen Prüfstand bleiben.

Am 11. Januar 2022 gingen Lu Bin und seine Teammitglieder vor das Ausstellungsmodell des Raumfahrzeugs Shenzhou im Shanghai Aerospace Innovation and Entrepreneurship Center.

Am 29. April 2021 wurde das Tianhe-Kernmodul der chinesischen Raumstation erfolgreich gestartet. Unmittelbar danach wurden nacheinander Tianzhou-2, Shenzhou-12, Tianzhou-3 und Shenzhou-13 ins All geschossen. Zu diesem Zeitpunkt war Lu Bin bereits seit vier Jahren in der Luft- und Raumfahrtbranche tätig. Unter der Anleitung seines Meisters und mit der Ausbildung und Förderung des Instituts für Elektronik der Achten Akademie für Luft- und Raumfahrt hat er sich vom Neuling in der Luft- und Raumfahrt zum Chefkonstrukteur bemannter Modelle entwickelt und ist verantwortlich für die Sprachprozessoren der Raumstation und bemannter Raumfahrzeuge.

Der von ihm verantwortliche Sprachprozessor der Raumstation ermöglicht Audioanrufe innerhalb der Raumstation, zwischen Kabinen, zwischen Boden und Himmel, außerhalb der Kabine und mit dem Raumschiff Shenzhou. Die Verzögerung von Echtzeitanrufen zwischen Boden und Himmel beträgt weniger als 1 Sekunde.

Am 31. Dezember 2021 besprach Lu Bin Probleme beim Geräteschweißen mit Montagearbeitern am Institut für Elektronik.

Das Gerät integriert einen hochwertigen Sprachkomprimierungscodec mit niedriger Bitrate und eine bidirektionale Hi-Fi-Musikkodierungstechnologie. Um sicherzustellen, dass die Stimme nicht verzerrt wird, wurde die Audiokomprimierungscoderate im Vergleich zu Tiangong-1 um das Vierfache erhöht und die Komprimierungsmethode von 1 Typ in Shenzhou 11 auf jetzt 5 Typen erweitert. In Bezug auf die Kapazität hat es eine Echtzeitverarbeitung von 30 Kanälen mit Sprachdaten erreicht, was doppelt so viel ist wie bei Shenzhou 11.

Der Sprachprozessor der Raumstation war außerdem in dreierlei Hinsicht eine Premiere: Zum ersten Mal wurde digitales Mischen verwendet, um die Kommunikation zwischen verschiedenen Kommunikationsterminals zu ermöglichen; erstmals gelang die Echtzeit-Wartung und -Verwaltung verschiedener Kommunikationsterminals im Raumfahrzeug; und zum ersten Mal wurden verschiedene Audioparameter dynamisch durch Parameterannotation und andere Methoden angepasst.

Am 31. Dezember 2021 besprach Lu Bin den Entwurfsplan mit seinem Meister Huang Jianqing (rechts).

Was das Benutzererlebnis betrifft, ermöglicht der Sprachprozessor der Raumstation den Astronauten nicht nur, innerhalb und außerhalb der Raumstation zu telefonieren, als wären sie zu Hause, sondern ermöglicht ihnen auch, unterwegs „elektronisch Kontakt“ mit dem Raumschiff Shenzhou aufzunehmen und sogar „Gruppenchats“ einzurichten. Während eines Gruppenchats können Sie die Lautstärke für jedes Ende einzeln anpassen, was die Verwendung genauer und praktischer macht. Astronauten können von überall in der Raumstation chatten, einzelne oder mehrere Gesprächspartner präzise festlegen und beim Chatten Musik hören.

Am 11. Januar 2022 besichtigte Lu Bin das Ausstellungsmodell des Mondrovers Yutu-2 im Shanghai Aerospace Innovation and Entrepreneurship Center.

„Der von uns entwickelte Sprachprozessor kann in der Kabine, außerhalb der Kabine und am Boden tatsächlich den gleichen Effekt erzielen. Sie können mit jedem chatten, mit dem Sie möchten, in einem Gruppenchat, einem privaten Chat oder einem anderen Chat!“ Sagte Lu Bin zuversichtlich.

Im Jahr 2021 stellte auch die junge Lu Bin eine Ausbildung ein. Er und seine Teammitglieder halfen sich gegenseitig und überwanden gemeinsam Schwierigkeiten. Sie führten automatisierte Tests mehrerer Testelemente auf der Testausrüstung für Sprachprozessoren durch, wodurch die Testzeit erheblich verkürzt wurde. Als nächsten Schritt hoffen sie, intelligente Sprachgeräte in der Raumstation zu entwickeln.

Am 2. Januar 2022 machten Lu Bin und seine Mutter einen Spaziergang in der Gemeinde.

„Der Weg ist lang und beschwerlich, aber ich werde ihn überall suchen.“ Dies ist Lu Bins Motto. Dieser fröhliche und unternehmungslustige Astronaut der „Nach-90er“ sagte: „Im neuen Jahr ist es mein größter Wunsch, zum Startplatz zu gehen und den Start der nächsten Module der chinesischen Raumstation mit eigenen Augen zu sehen. Ich wünsche allen, denen ich und ich am Herzen liegen, jeden Tag Glück und Gesundheit. Ich wünsche der Raumfahrtindustrie des Mutterlandes, dass sie ein höheres Niveau erreicht und alle Startmissionen erfolgreich abgeschlossen werden!“ (Moderator dieser Ausgabe: Huang Zhen)

Produzent: Lu Gang | Herausgeber: Xue Yuan | Korrekturleser: Zhang Hui