只见飞流直下的“银河”瞬间凝结成巨大的冰立方；一朵朵雪花被置于“冰面”上，即刻又悄然幻化为奥林匹克五环冉冉升起。令观众的感官如同穿梭起伏在水、冰、雪之间不断交融的奇幻场景之中。
2月4日，国家体育场“鸟巢”行云流水般转场变幻的舞台，首次绽放呈现在北京2022年冬奥会上，给全世界亿万观众带来极致享受的视觉盛宴。能够如此收放自如，其背后是来自航天科技的加持，保障冬奥会开幕式上的中国舞台像发射火箭一样安全、精准。
“导演负责精彩，我们负责安全、可靠，为艺术家提供坚实的基础，为艺术创作提供了技术保障。”2月4日，中国运载火箭技术研究院（简称“火箭院”）党委书记李明华在接受科技日报记者采访时表示。
据了解，中国运载火箭技术研究院，作为中国航天科技集团有限公司冬奥专项工程的抓总单位，承担了冬奥会和冬残奥会开闭幕式舞台、空中设施、地面显示系统等多个项目的技术保障任务。来自北京经济技术开发区的创新企业北京长征天民高科技有限公司（简称“长征天民”），是火箭院所属北京航天发射技术研究所的全资公司。其总承的地面舞台系统要完成相关展示、视频播放等最重要的仪式性表演，满足不同场景使用需求。
地面舞台系统作为开闭幕式的核心设备，是落实北京冬奥会“简约、安全、精彩”办赛要求、实现导演创意的空间和载体。
安全是一切精彩表演的前提。据了解，利用科技使舞台更饱满是本届冬奥会开幕式的最大特点之一。这就使得舞台哪怕出现细微的差错，都将被放大凸显出来。为了确保万无一失，长征天民首次将产业项目运用航天系统工程模式进行管理和实施，这也是对产业领域管理创新的重要探索。
李明华介绍，与夏季奥运会繁花似锦的热烈气氛不同的是，本届冬奥会要用科技和新的观念去表达冬季带给人们的空灵浪漫感。面对目前国内最大的体育场露天舞台，长征天民专项团队将复杂的舞台工程系统设备完全置于平静的“冰面”之下——数十套电机与刚性链条、钢丝绳及滑轮组建的相互配合，驱动大型升降台、车台、倾斜台等活动设备，用以完成各类升降、平移、翻转等动作——使得“空灵”得以实现，用机械赋予了冷峻舞台表面下涌动着的脉脉温情。
据介绍，在鸟巢舞台上所呈现的从“银河”瞬间凝结成通体冰莹的冰立方，总重量约400吨，升降重量达180吨，载荷超过一般剧院大型升降台的8倍，是整个开闭幕式最大功率的驱动设备。长征天民研制团队在场地受限的情况下，通过精确控制电机驱动16条链条、16条钢丝绳组成的4套同步传动单元，让这块巨大的冰立方升降定位精度控制在±1mm。
当“冰面”上一朵朵的雪花即刻悄然幻化为奥林匹克五环冉冉升起，这行云流水般的转场，来源于地面中央升降台所采用的“先下沉、再平移、最后上升”的“小开合”方式。长征天民采取这种创新方式，能够减少大幅度动作所带来的突兀感，为艺术表演与流程仪式提供了流畅而平稳的舞台，配合整体演出塑造出宁静的唯美意境。
李明华介绍说，舞台机械控制系统的设计，加入了航天系统产品研发中采用的数字化仿真软硬件设备，开展控制算法的优化设计，并全面进行半实物仿真测试试验，把冬奥项目与航天人熟悉的质量管理体系进行创造性结合，从而在设计阶段识别并规避重大失误，提高整个系统的可靠性和安全性。相对一般火箭飞行试验前需要进行近百项地面试验，冬奥会舞台系统则进行了近千项地面测试。通过各种分系统与综合性试验，排除一切不可靠因素，做到现场表演“零失误”。
为响应“节俭办奥运”的号召，长征天民专项团队充分发挥了火箭院在航天系统工程管理模式上“降本增效”的看家本领，配合张艺谋总导演主创团队完成了20多轮创意方案的持续性调整及优化，节约成本近千万元。
来源：科技日报
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