航天科技加持 冰立方幻化冰五環閃耀冬奧

文／華 凌

一滴墨從天而降，逐漸幻化為黃河之水，滔滔不絕；隨即飛流直下，奔匯成“冰”，瞬間凝結成巨大的冰立方；一朵朵雪花被置于“冰面”上，即刻又悄然幻化為奧林匹克五環冉冉升起……2月4日，北京冬奧會開幕式在國家體育場“鳥巢”舉行，行云流水般轉場變換的舞臺，水、冰、雪之間不斷交融的奇幻場景，給全世界億萬觀眾呈現了一場極致享受的視覺盛宴。如此收放自如的舞臺效果，其背后是來自航天科技的加持，保障冬奧會開幕式上的舞臺變換像火箭發射一樣安全、精準。

“導演負責精彩，我們負責安全、可靠，為藝術家提供堅實的基礎，為藝術創作提供技術保障。”2月4日，中國運載火箭技術研究院黨委書記李明華在接受科技日報記者采訪時表示。

中國運載火箭技術研究院作為中國航天科技集團有限公司冬奧專項工程的抓總單位，承擔了本屆冬奧會和冬殘奧會開閉幕式舞臺、空中設施、地面顯示系統等多個項目的技術保障任務。來自北京經濟技術開發區的創新企業北京長征天民高科技有限公司（以下簡稱長征天民），是火箭院所屬北京航天發射技術研究所的全資公司，其總承擔的地面舞臺系統要完成相關展示、視頻播放等最重要的儀式性表演，滿足不同場景使用需求。

早在2021年1月20日北京2022年冬奧會和冬殘奧會籌辦工作匯報會上，習近平總書記明確提出，要突出“簡約、安全、精彩”的辦賽要求。地面舞臺系統作為開閉幕式的核心設備，是落實辦賽要求、實現導演創意的空間和載體。

安全是一切精彩表演的前提。據了解，此次開幕式告別“人海式演繹”（參演人數僅為2008年奧運會開幕式的20%），利用科技使舞臺更飽滿是本屆冬奧會開幕式的最大特點之一。這就使得舞臺哪怕出現細微的差錯，都將被放大凸顯出來。為了確保萬無一失，長征天民首次用航天系統工程模式對產業項目進行管理和實施，這也是對產業領域管理創新的重要探索。

李明華介紹，與夏季奧運會繁花似錦的熱烈氣氛不同，本屆冬奧會要用科技和新的觀念去表達冬季帶給人們的空靈浪漫感。面對目前國內最大的體育場露天舞臺，長征天民專項團隊將復雜的舞臺工程系統設備完全置于平靜的“冰面”之下——數十套電機與剛性鏈條、鋼絲繩及滑輪組相互配合，驅動大型升降臺、車臺、傾斜臺等活動設備，完成各類升降、平移、翻轉等動作，使得“空靈”得以實現，冷峻舞臺表面下涌動著脈脈溫情。

而舞臺上所呈現的從“奔流”瞬間凝結而成的通體冰瑩的冰立方，總重量約400噸，升降重量達180噸，載荷超過一般劇院大型升降臺的8倍，是整個開閉幕式最大功率的驅動設備。長征天民研制團隊在場地受限的情況下，通過精確控制電機驅動16條鏈條、16條鋼絲繩組成的4套同步傳動單元，讓這塊巨大的冰立方升降定位精度控制在±1毫米。

當“冰面”上一朵朵雪花悄然幻化為奧林匹克五環冉冉升起，這行云流水般的轉場，來源于地面中央升降臺所采用的“先下沉、再平移、最后上升”的“小開合”方式。長征天民采取這種創新方式，能夠減少大幅度動作所帶來的突兀感，為藝術表演與流程儀式提供了流暢而平穩的舞臺，配合整體演出塑造出寧靜的唯美意境。

李明華介紹說，舞臺機械控制系統的設計，加入了航天系統產品研發中采用的數字化仿真軟硬件設備，開展控制算法的優化設計，并全面進行半實物仿真測試試驗，把冬奧項目與航天人熟悉的質量管理體系進行創造性結合，從而在設計階段識別并規避重大失誤，提高整個系統的可靠性和安全性。相對于一般火箭飛行試驗前需要進行近百項地面試驗，冬奧會舞臺系統進行了近千項地面測試。通過各種分系統與綜合性試驗，排除一切不可靠因素，做到現場表演“零失誤”。

為響應“節儉辦奧運”的號召，長征天民專項團隊充分發揮了火箭院在航天系統工程管理模式上“降本增效”的看家本領，配合張藝謀總導演主創團隊完成了20多輪創意方案的持續性調整及優化，節約成本近千萬元。