Värit ovat helppoja, kuvioita on vaikeampi rakentaa. Kuva: Kureme-Shimin/Wikimedia Commons
Värit ovat helppoja, kuvioita on vaikeampi rakentaa. Kuva: Kureme-Shimin/Wikimedia Commons

Elektroninen sytytin mahdollistaa oikeat ajoitukset.

Uudenvuoden ilotulitus on usein sitä, että kaikki kynnelle kykenevät ampuvat raketteja ennen ja jälkeen vuoden vaihtumisen. Meille tämä riittää, mutta tästä näytöksestä puuttuu draama: alku, keskikohta ja loppu.

Varsinainen ilotulitusnäytös on ihan muuta. Se on alan ammattilaisten tarkkaan valmistelema teos, jossa musiikki ja pyrotekniikka pelaavat sekunnillee nyhteen.

Värit syntyvät metalleista

Useimpia ilotulitteiden värejä on suhteellisen helppo saada aikaiseksi eri metallien suloista, jotka tuottavat värejä yhtyessään happeen.

Esimerkiksi trontiumin ja litiumin suoloista saa punaista, kalsiumkloridista oranssia, natriumnitraatista keltaista. Bariumoksidista saa valkoista ja bariumkloridista vihreää.

Myös erilaisten värisävyjen tuottamisessa on edistytty. Jos näytökseen halutaan juuri kurpitsan sävyinen oranssi, se onnistuu kyllä.  Sinisen sävyissä on sen sijaan ollut tekemistä.

Sinisen värin tuottavat kupariyhdisteet kloorin luovuttajan kanssa. Kupari vaatii tarkemmin oikean lämpötilan kuin muut ilotulituksissa käytetyt alkuaineet.

Jotta kupariatomi lähettäisi verkkokalvolla sinisenä aistittavan fotonin, reaktion täytyy ylittää kriittinen lämpötila. Jos lämpötila toisaalta on liian korkea, väri haalistuu. Tämä on kuparille tyypillinen ongelma. Muilla alkuaineilla korkeampi lämpötila takaa kirkkaammat sävyt.

Kuvioissa ratkaisee ajoitus

Vaikuttavan elämyksen luomisessa suurempi haaste on ajoitus. Otetaan esimerkiksi Yhdysvaltain kansallispäivän ilotulitus, jossa vaikuttavuuteen on pyritty pitkään.

Siinä ilotulitus yhdistyy kansallishymniin. Juuri sillä hetkellä, kun laulu etenee kohtaan ”and the rocket’s red glare”, taivaan pitäisi värjäytyä punaiseksi. Heti sen perään pitäisi korkeuksista kajahtaa pamauksia, kun hymnissä pommit paukkuvat, ”the bombs bursting in air”.

Washington Collegen kemian professori John Conkling sanoo My Science Work -sivustolla, että viime vuosina ilotulitteiden valmistajat ovat tehneet läpimurtoja juuri tällaisessa täsmäkoreografiassa.

Ennen vanhaan jokainen raketti piti lähettää käsin. Se oli hidasta eikä mahdollistanut tarkkaa koreografiaa. Nykyään kaikissa keskikokoisissakin ilotulitusnäytöksissä raketit lähetetään elektronisesti. Sytytyslaitteisto on kytketty näytöstä ohjaavaan tietokoneeseen, ja sytytys voidaan säätää millisekunnin tarkkuudella.

Ilotulitusnäytöksien suunnittelu alkaa Conklingin mukaan usein jo kuukausia etukäteen. Suunnittelija tutustuu tilaajan toivomaan musiikkiin ja pyrkii ajoittamaan näyttävimmät efektit kohtiin, joissa musiikki on koskettavimmillaan.

Rakettien valmistajat ovat viime vuosina pyrkineet myös tuottamaan entistä selkeämpiä kuvioita taivaalle.

Raketti on putki, joka nousee ilmaan palavan ruutipanoksen palokaasujen paineella. Putken kärjessä on toinen, suljettu ruutipanos. Sen mukana on väriä tuottavia pellettejä. Pellettien sijoittelu putken sisällä määrää, millainen värikuvio taivaalle piirtyy – ympyrä vaiko esimerkiksi sydän.

Conklingin mukaan kuvioiden suuntaaminen on vielä haaste. Esimerkiksi kirjaimien C - A - T piirtäminen taivaalle kolmella raketilla vaatii täydellistä onnistumista.

Marko Hamilo on vapaa tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Julkaistu alun perin Tiede-lehdessä 12/2013