太空課堂如何實(shí)現(xiàn)？“90后”航天人修建天地通信“高速公路”

首發(fā)：1月12日《新華每日電訊》

作者：新華每日電訊記者張建松、丁汀

在寬敞明亮的實(shí)驗(yàn)室，戴上耳機(jī)，一邊聽著自己喜歡的音樂一邊工作，這是“90后”航天人陸彬最喜歡的一種生活狀態(tài)。

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在距離地球400公里的浩渺太空，正在中國空間站“出差”的航天員們，不僅經(jīng)常與地球進(jìn)行視頻連線，前不久還面向全球講授了一堂別開生面的太空課。3名航天員介紹展示了中國空間站工作生活場景，演示了微重力環(huán)境下，細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)、物體運(yùn)動(dòng)、液體表面張力等現(xiàn)象，并與地面課堂進(jìn)行實(shí)時(shí)交流，仿佛就近在咫尺。

2022年1月11日，陸彬和團(tuán)隊(duì)同事在上海航天創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心合影。圖片均由新華每日電訊記者張建松攝

天地間通信暢通無阻，離不開陸彬所在的中國航天科技集團(tuán)八院電子所修建的一條通信“高速公路”。這條“高速公路”由八院電子所研制的太空中話音處理、圖像拍攝、數(shù)據(jù)整合、高速通信和傳輸?shù)仍O(shè)備組成。帥氣能干的陸彬是電子所一位載人航天工程話音設(shè)備主管設(shè)計(jì)師，主要負(fù)責(zé)“高速公路”上的語音處理。

“簡單地說，我們的工作就是將航天員的聲音進(jìn)行語音編碼，通過天地高速鏈路傳回地球，再通過地面上的解碼器，把航天員的聲音真實(shí)地還原出來?！痹陔娮铀鶎?shí)驗(yàn)室，陸彬一邊擺弄著密如蛛網(wǎng)的復(fù)雜設(shè)備，一邊解釋。

中國航天科技集團(tuán)八院電子所載人航天工程話音設(shè)備主管設(shè)計(jì)師陸彬。

在調(diào)試語音設(shè)備的過程中，陸彬用自己喜歡的音樂代替航天員的聲音。他常常將自己最喜歡的樸樹《平凡之路》歌曲，放了一遍又一遍?！澳鞘赘柚v述了一個(gè)普通人不斷奮斗的心路歷程，跟我非常相似。如果我將代碼一調(diào)，語音通了，熟悉的歌聲就能放出來，那一刻我感到無比開心，這種工作的樂趣令我著迷，引導(dǎo)我翻越一座又一座技術(shù)壁壘。”陸彬說。

2022年1月11日，陸彬在上海航天創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心一邊觀看探月工程介紹一邊沉思。

1991年出生于浙江舟山市岱山縣的陸彬，從小就是個(gè)“學(xué)霸”。他說：“我的性格就是做什么事都希望能做到最好，希望不斷豐富充實(shí)自己，不想讓父母有太多負(fù)擔(dān)，希望通過自己的努力來回報(bào)他們?！?/p>

2022年1月11日，陸彬在上海航天創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心邊走邊看火箭展示模型。

2010年考入華中科技大學(xué)，陸彬聽從父親的建議，選擇了電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。2012年他成為一名光榮的中國共產(chǎn)黨員。本科畢業(yè)后，被保送研究生。2017年畢業(yè)，在眾多offer中，陸彬最終選擇到上海航天八院電子所工作。

“2003年，當(dāng)我國首位航天員楊利偉成功遨游太空的時(shí)候，我還是一名五年級的小學(xué)生，覺得楊利偉太厲害了。2012年，當(dāng)神舟九號載著三名航天員與天宮一號成功對接的時(shí)候，我是一名大二的學(xué)生，當(dāng)看到這振奮人心的消息，我就開始想，自己能為國家的航天事業(yè)做些什么？畢業(yè)的時(shí)候正好有機(jī)會(huì)讓我為航天事業(yè)添磚加瓦?！标懕蛘f。

2022年1月2日，陸彬在自己的家里整理房間。

剛到電子所沒幾天，陸彬就收到了話音產(chǎn)品的研制任務(wù)書，這是他第一次接觸到高大上的航天產(chǎn)品，一頭霧水，好在所里給他這樣的航天新人都安排一位經(jīng)驗(yàn)豐富的師傅。陸彬的師傅名叫黃建青，是電子所話音團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人。黃師傅對陸彬循循善誘，從引他跨入航天大門，到給他成長鍛煉的機(jī)會(huì)，一步步指引他不斷進(jìn)步。

2021年12月31日，陸彬前往電子所宇航裝備工程部。

有一次，缺乏經(jīng)驗(yàn)的陸彬疏忽大意，畫錯(cuò)了一處原理圖。黃師傅通過耐心檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤，避免了后續(xù)更大的損失。對于自己的這個(gè)疏忽大意，陸彬非常自責(zé)，但黃師傅沒有責(zé)怪，反而是安慰和鼓勵(lì)。師傅的寬容和期望，讓好強(qiáng)的陸彬不斷在心中激勵(lì)自己：一定要做到最好！

2021年12月31日，陸彬在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行熱真空實(shí)驗(yàn)。

在復(fù)雜惡劣的太空，必須保證航天產(chǎn)品在各種環(huán)境下的高可靠性。在某次產(chǎn)品振動(dòng)試驗(yàn)中，話音突然中斷，陸彬的心一下子仿佛沉到了海底，他急壞了，日夜在試驗(yàn)中心不斷模擬故障現(xiàn)象，排查故障原因，最終成功定位。還有一次，由于產(chǎn)品更換了芯片，導(dǎo)致單機(jī)在高溫下開機(jī)異常。為了解決問題，他在各種工況下反復(fù)進(jìn)行高低溫試驗(yàn)，終于找到故障原因。

“歸零，是我們航天人常有的痛苦經(jīng)歷。出了問題之后，需要不停地做實(shí)驗(yàn)，不停地分析研究，要完全把故障的原因給找出來，而且需要舉一反三，下次就不能再出現(xiàn)這樣的問題了。”陸彬說。

2021年12月31日，陸彬前往會(huì)議室開會(huì)。

為了測試航天產(chǎn)品，陸彬需要經(jīng)常到北京、天津參加產(chǎn)品的聯(lián)試，到全國各地的測控站參與天地對接。在我國最西邊的測控站——新疆喀什，由于時(shí)差，早上7點(diǎn)，喀什的天還沒亮，他就整裝出發(fā)去測控站工作，在那里協(xié)助總體單位與北京中心模擬天地通話。測控站的四周是一片荒漠，每次到傍晚時(shí)分，呼嘯的大風(fēng)就會(huì)卷起大量的沙子，天空渾濁不清，他仍需堅(jiān)持在聯(lián)試崗位上，直到晚上9點(diǎn)。

2022年1月11日，陸彬和團(tuán)隊(duì)小伙伴在上海航天創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心神舟飛船展示模型前走過。

2021年4月29日，中國空間站天和核心艙發(fā)射成功。緊接著，天舟二號、神舟十二號、天舟三號、神舟十三號接連升空。此時(shí)的陸彬，已經(jīng)是一名從業(yè)4年的航天工作者。在師傅帶領(lǐng)下、在航天八院電子所的鍛造培養(yǎng)下，他已經(jīng)從一名剛?cè)肼毜暮教煨氯耍蔀檩d人型號的主管設(shè)計(jì)師，主管著空間站以及載人飛船的話音處理器。

他負(fù)責(zé)的空間站話音處理器，實(shí)現(xiàn)了空間站艙內(nèi)、艙間、天地、出艙以及和神舟飛船間音頻通話，天地間實(shí)時(shí)通話的時(shí)延在1秒以內(nèi)。

2021年12月31日，陸彬和電子所裝配工人探討器件焊接問題。

設(shè)備融合了低碼速率高質(zhì)量話音壓縮編解碼、雙向高保真音樂編碼技術(shù)，在保證話音不失真的前提下，音頻壓縮碼速率相對于天宮一號提升了4倍，壓縮方式從神舟十一號的1種擴(kuò)展到現(xiàn)在的5種；容量上實(shí)現(xiàn)了30路話音數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理，是神舟十一號的2倍。

空間站話音處理器還實(shí)現(xiàn)了三個(gè)首創(chuàng)：首次通過數(shù)字混音實(shí)現(xiàn)各個(gè)通話終端之間互相通話；首次實(shí)現(xiàn)對航天器內(nèi)部的各個(gè)通話終端進(jìn)行實(shí)時(shí)維護(hù)與管理；首次通過參數(shù)上注等方式對各種音頻參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

2021年12月31日，陸彬和師傅黃建青（右）一起商量設(shè)計(jì)方案。

在體驗(yàn)感受上，空間站話音處理器不但可以讓航天員在空間站像在家里一樣，“站”里和“站”外打電話，可以和途中的神舟飛船“電聯(lián)”，甚至還可以建立起“群聊”。群聊時(shí)，可以給各端的小伙伴單獨(dú)調(diào)整音量，使用起來更加精準(zhǔn)實(shí)用。航天員在空間站任何角落都可以接入聊天，精準(zhǔn)設(shè)定單個(gè)或多個(gè)通話對象，還能邊聽音樂邊聊天。

2022年1月11日，陸彬在上海航天創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心觀看玉兔二號月球車展示模型。

“我們設(shè)計(jì)的話音處理器，真正做到了艙里、艙外和地面，想和誰聊就和誰聊，群聊、私聊、隨便聊！”陸彬自信地說。

2021年，年輕的陸彬也帶上了徒弟。他和團(tuán)隊(duì)小伙伴們一起，互幫互助，共克難題，在話音處理器的測試設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)測試項(xiàng)目的自動(dòng)化測試，大大節(jié)省了測試時(shí)間。下一步的目標(biāo)，他們希望實(shí)現(xiàn)空間站的智能化語音設(shè)備。

2022年1月2日，陸彬和媽媽在小區(qū)里散步。

“路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索?！边@是陸彬的座右銘。這位陽光奮進(jìn)的“90后”航天人說：“新的一年，我最大的心愿是能去一次發(fā)射場，親眼看看中國空間站后續(xù)艙段的發(fā)射。祝福關(guān)心我和我關(guān)心的每一個(gè)人，天天開心、身體健康；祝福祖國的航天事業(yè)更上一層樓，各項(xiàng)發(fā)射任務(wù)全部圓滿完成！”(本期主持：黃臻)

監(jiān)制：盧剛 | 責(zé)編：薛園 | 校對：張慧