2月4日晚，極富美感的北京冬奧會開幕式精彩亮相，向全世界講述了“科技冬奧”的動人故事：鳥巢中央，“冰五環(huán)”破冰升起、巨型“雪花”形主火炬臺托舉微光;地面，會發(fā)光的超級地面顯示系統(tǒng)實現(xiàn)畫面與演員的無縫互動……“亦莊智造”登場亮相，將科技成就展現(xiàn)在全國、世界人民的眼前，成就了這個令人難忘的夜晚。

　　航天科技加持，冬奧舞臺系統(tǒng)呈現(xiàn)首次中國造

　　奧運五環(huán)標志的展示，是歷屆奧運會開幕式最重要的一個儀式環(huán)節(jié)，而北京2022年冬奧會開幕式的五環(huán)展示方式讓人感受到了難以想象的震撼，如夢如幻。

　　一時間，掌聲、歡呼聲充滿了會場。此時，站在臺下的申紀剛長出一口氣?！伴_幕式整場儀式，這是最緊張的時刻!”申紀剛說。

　　申紀剛是北京經(jīng)開區(qū)航天企業(yè)長征天民冬奧團隊的技術總監(jiān)。在此次項目中，長征天民承擔了地面舞臺系統(tǒng)和演出裝置，要完成火炬展示、五環(huán)展示、視頻播放等最重要的儀式性表演。

　　五環(huán)亮相短短的43秒，觀眾看到的是科技與藝術的結(jié)合，是空靈而極簡的美感，但殊不知背后有著多么龐雜的系統(tǒng)支撐。“簡約并不簡單，透過舞臺，我能想象出每時每刻舞臺下的復雜而忙碌，我的腦中像過電影一樣閃現(xiàn)著曾經(jīng)的片段?！?00多人、700多天的日夜奮戰(zhàn)，為了一場“簡約、安全、精彩”的開幕式，個中滋味，只有像申紀剛一樣的參與者才能知曉。

　　冰立方重達400t升降誤差1mm

　　“第一次見到張藝謀總導演，是在食堂，他一邊吃著飯，一邊在草稿本上畫了幾個圓圈，告訴我們，這就是他想要的效果?！边@幾個圓圈要怎樣呈現(xiàn)?看著鳥巢施工現(xiàn)場可以發(fā)揮的巨大空間——一個84m×42m×10m的基坑，申紀剛和團隊的伙伴們開始了辛苦并快樂的創(chuàng)作。

　　“為了讓這個基坑點亮鳥巢‘夜空’，光設計方案就調(diào)整了20多次，各種各樣的升降臺、蓋板……”申紀剛告訴記者，地面舞臺的設計經(jīng)歷了一個從簡至繁再到簡的過程。從一個極簡的基坑，經(jīng)歷了極其繁雜的系統(tǒng)設計、改造，最終有了一個簡約而精彩的表達。

　　對于長征天民冬奧團隊來說，在這個過程中，面臨的最大難題就是航天科技與藝術之美的有機融合。

　　在這場視覺盛宴中，相信讓觀眾收獲極致享受的片段之一，便是那如飛流直下的“銀河”瞬間凝結(jié)成巨大的冰立方。這塊通體冰瑩的冰立方，總重量約400t，升降重量達180t。這是什么概念?要知道，一輛小汽車的重量才約1.5t，相當于267輛小汽車。在這個84m×42m×10m的基坑內(nèi)要實現(xiàn)的升降載荷超過了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(qū)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(qū)動16條鏈條、16條鋼絲繩組成的4套同步傳動單元，讓冰立方的升降定位精度控制在±1mm。

　　另一方面，冰立方的升降高度也十分考究。最初， 冰立方的上升高度根據(jù)導演的創(chuàng)意確定在14m?！盎由?0m，要實現(xiàn)14m的上升高度，就要在升降機構上‘做文章’。所以我們在冰立方內(nèi)加裝了多級伸縮裝置，還要通過系統(tǒng)設計，讓伸縮裝置平穩(wěn)、快速升降……”說起冰立方起初的系統(tǒng)設計，申紀剛滔滔不絕，然而這樣精心的設計在1∶1顯示效果與特效試驗匯報中被推翻。經(jīng)過實物現(xiàn)場測試，導演組發(fā)現(xiàn)14m的視角并不能呈現(xiàn)一個完美的直播效果，需要改成10m。這意味著，團隊前幾個月的努力變?yōu)榱恕?”，一切又要從頭再來。團隊的人沒有任何抱怨，轉(zhuǎn)身投入了新一輪的設計施工。

　　這樣的事情在2年多的時間里發(fā)生了太多，太多。開幕式現(xiàn)場，導演組設計了一個虛實結(jié)合的“實物碎冰”環(huán)節(jié)，申紀剛帶著隊員們反復地試驗，不斷地優(yōu)化材質(zhì)，僅冰塊的材質(zhì)就篩選了十幾種，最終拿出了一個基本可行的方案，但是在項目現(xiàn)場實際審查時，整體效果達不到導演最理想的預期，最終因綜合考量而被迫取消這一環(huán)節(jié)……無數(shù)次的論證，無數(shù)次的實踐，無數(shù)次的推翻重來，他們從未抱怨過，也從未放棄過，這就是航天人的初心。

　　以航天智慧，造魅力舞臺。如果說舞臺讓航天人對美有了極致追求，那么在冬奧開幕式項目中，一個個“變不可能為可能”的實踐，就是航天技術交上的完美答卷。

　　五環(huán)薄如“紙”能抗6級強風

　　現(xiàn)場，五環(huán)標志冉冉升起，觀眾的感官穿梭于一場奇幻場景中。五環(huán)標志如此驚艷亮相的背后串聯(lián)著無數(shù)個無眠的夜晚。

　　準備吊裝，取消重來，再準備，再重來……申紀剛想起的那個不眠夜，這樣的操作反復重復著，每一分每一秒變得那樣難熬。一個通宵之后，終于，晶瑩剔透的五環(huán)從冰立方中徐徐升起，閃耀在國家體育場上空。那一刻，大家面部表情才輕松起來。

　　“五環(huán)重量3t，長19m，高8.75m，厚度僅0.35m。”對于五環(huán)的“身材”，申紀剛每一個數(shù)值都記得十分精確，這些數(shù)值伴隨了他無數(shù)個日夜。如果說這些數(shù)據(jù)不足以震撼，可以想象一下：3t相當于一頭成年大象的重量，厚度僅有一個筆記本電腦的長度。如此超薄的大尺寸裝置在高空迅速地升降，在強風面前就如同一張紙。這樣的裝置實現(xiàn)吊裝本身就是高難度系數(shù)，為了現(xiàn)場美感，導演還要求只能使用兩個吊點，這讓工作變得難上加難。

　　“五環(huán)從冰立方中升起的過程相當于硬碰硬，一旦二者接觸到，后果不堪設想?！鄙昙o剛說?！霸诤教烊嗣媲?，沒有不可能?！币酝笮偷奈枧_系統(tǒng)都是引進國外的技術團隊，但此次舞臺系統(tǒng)，長征天民冬奧團隊讓火箭領域的系統(tǒng)工程技術得到了應用和改造，打造了國產(chǎn)化的高科技舞臺。參照航天結(jié)構設計的一些方法，為五環(huán)研制骨骼——鋁合金桁架結(jié)構，衣服——LED顯示屏，外套——擴散板，最終設計出的五環(huán)跟火箭的箭體一樣，既堅又輕，使懸吊高度為13米的奧運標志，在將近90分鐘的儀式中，即便遇到6級強風，也定力十足。

　　開幕式當天，環(huán)節(jié)間轉(zhuǎn)場如行云流水般順暢，讓觀眾連連驚嘆?！暗孛嬷醒肷蹬_，我們采用‘先下沉、再平移、最后上升’的‘小開合’方式。”申紀剛介紹，這種創(chuàng)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(wěn)的舞臺，配合整體演出塑造出寧靜的唯美。

　　如果說航天技術讓中國制造在此次開幕式舞臺中挺起了脊梁，那么在系統(tǒng)工程建設中，對一分一厘的“較真兒”，就是航天精神的延續(xù)。

　　上千次仿真試驗確保控制零錯誤

　　五環(huán)采用了大量LED屏幕，如果某一個單元的燈珠臨時“生病”怎么辦?“針對這個問題，長征天民采用了雙供電、雙信號、雙屏系統(tǒng)的冗余異形拼接LED顯示裝置，當一個系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，備份系統(tǒng)可以無延時切換。同樣的道理，所有的升降設備采用一主一備的驅(qū)動電機，一旦主機出現(xiàn)故障會立刻切換到備機，并且我們實現(xiàn)了瞬間切換，這樣的速度肉眼是根本看不出來的?！? 申紀剛說，要知道，火箭發(fā)射的窗口期還會有兩三個小時的范圍，但是舞臺上的呈現(xiàn)卻要控制在秒以內(nèi)，絕不允許出現(xiàn)一點錯誤，也沒有重新開始的機會。

　　正像火箭院黨委書記李明華所講：“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(chuàng)作提供技術保障。”為了確保在冬奧開閉幕式呈現(xiàn)導演的精彩創(chuàng)意，長征天民冬奧團隊按航天系統(tǒng)工程方法，對標航天質(zhì)量控制、風險控制、設計優(yōu)化等要求，進行了上千次的虛擬仿真試驗。

　　20多次方案修改、200多人的團隊、700多天的付出、上百次的實物試驗論證，只為開幕式舞臺上的分毫不差。嚴謹務實、開拓創(chuàng)新、凝心聚力、精益求精，長征天民航天人的航天精神續(xù)寫在了冬奧會開幕式舞臺上。

　　開幕式依舊在繼續(xù)，申紀剛思緒回籠，在《歌唱祖國》的樂曲聲中，東道主中國隊入場了，五星紅旗映在他眼中，伴著一抹濕潤愈發(fā)閃亮起來。此刻，他眼角的魚尾上揚，700多天懸著的心終于落了下來。