Fejerverkų evoliucija
1777 m. per pirmąją Amerikos liepos 4-osios šventę fejerverkai buvo vienos spalvos – oranžinės. Nebuvo jokių įmantrių blizgučių, raudonų, baltų ir mėlynų žvaigždžių – tik keli šlovingi sprogimai danguje.
Pasirodo, nors fejerverkus naudojame jau maždaug 2000 metų, šiuolaikiniai fejerverkai buvo išrasti tik 1830-aisiais – taigi, kokie jie buvo iki tol? Kaip atrodė fejerverkai, kai 1486 m. Henrikas VII per savo vestuves surengė fejerverkų šou? Kaip fejerverkai ir už jų slypintis mokslas vystėsi istorijos eigoje?
200 m. pr. m. e. – 800 m. po Kr. fejerverkų gimimas
Kaip ir daugelis išradimų, fejerverkai buvo sukurti atsitiktinai. Apie 200 m. pr. m. e. kinai netyčia išrado petardas, įmesdami bambuką į ugnį, tačiau prireikė dar tūkstančio metų, kol atsirado tikri fejerverkai.
Pasakojama, kad apie 800 m. po Kr. alchemikas sumaišė sierą, medžio anglį ir kalio nitratą (maisto konservantą), tikėdamasis rasti amžino gyvenimo paslaptį. Vietoj to mišinys užsidegė, ir gimė šaunamieji milteliai! Miltelius supakavus į bambuko ar popieriaus vamzdelius ir uždegus, istorijoje atsirado pirmieji fejerverkai!
Jei dalyvautumėte 800 m. po Kristaus vykusiame fejerverkų šou, jis būtų nepanašus į tai, ką matome šiandien. Popieriniai fejerverkai, primena saliutas.lt ekspertai, buvo naudojami piktosioms dvasioms gąsdinti arba vestuvėms ir gimimams švęsti ir buvo tiesiog metami į ugnį, o ne sprogdinami į orą. Nebuvo jokių papildomų spalvų, todėl „fejerverkų šou“ buvo tik mažų, triukšmingų sprogimų serija. Chemija buvo atsitiktinis atradimas, ir dar reikėjo nueiti ilgą kelią.
1200 – 1600 m.: karo technologijos žengia į Vakarus
Nenuostabu, kad neilgai trukus kariuomenė pritaikė šaunamuosius miltelius. Iki 1200 m. Kinijoje buvo sukonstruotos pirmosios raketinės patrankos, kurios naudojo šaunamuosius miltelius sviediniams nukreipti ir sprogdinti į priešus. Tačiau už mūšio lauko ribų ši technologija leido sukurti kai ką nuostabaus: pirmuosius oro fejerverkus.
Europos ir arabų diplomatai ir misionieriai, maždaug tuo metu pradėję lankytis Kinijoje, paskleidė šaunamuosius miltelius į Vakarus. Kaip ir jų kolegos kinai, Vakarų inžinieriai taip pat kūrė ginklus – šį kartą muškietas ir patrankas, – tačiau toliau kūrė fejerverkus, kurie tapo vis didesni ir sudėtingesni.
Jei 1600 m. būtumėte apsilankę fejerverkų šou, mokslas nedaug kuo skyrėsi nuo senovės Kinijos, tačiau buvo daug linksmesnis! Dabar naudojami karinių pergalių, religinių renginių ar karališkųjų švenčių proga, oro fejerverkus (vis dar paprastus oranžinius – jokių spalvų!) valdė „ugnies meistrai“ ir jų padėjėjai, „žalieji žmogeliukai“.
Prieš pasirodymą žalieji žmogeliukai, pavadinti dėl lapų, kuriuos jie dėvėjo, kad apsisaugotų nuo kibirkščių, ruošdamiesi šventei miniai pasakodavo anekdotus. Tačiau būti žaliuoju žmogeliuku buvo labai pavojinga, ir daugelis jų buvo sužeisti arba žuvo, kai fejerverkai sugesdavo.
1600 m. – dabartis: šiuolaikiniai fejerverkai
Kai Anglijos karaliai nesivaržydavo su Europa dėl geriausio fejerverko (karaliaus Jokūbo II fejerverkų meistras už savo įspūdingą darbą buvo apdovanotas riterio titulu), jie pristatydavo fejerverkus savo trylikai kolonijų už Atlanto. Jei kada nors susimąstėte, kodėl JAV Nepriklausomybės diena švenčiama su šiais spalvingais sprogimais, galite padėkoti britams ir Džonui Adamsui. 1776 m. liepos 2 d., likus dviem dienoms iki Nepriklausomybės deklaracijos pasirašymo, jis parašė šį laišką savo žmonai:
„Ši diena bus įsimintiniausia Amerikos istorijoje“, – prognozavo jis. „Esu įsitikinęs, kad ateinančios kartos ją švęs kaip didžiąją jubiliejinę šventę… Ji turėtų būti švenčiama su pompastika ir paradais… ugnimis ir iliuminacijomis [fejerverkais]… nuo vieno šio krašto galo iki kito, nuo šio laiko ir per amžius.“
Taip ir buvo. 1777 m. liepos 4 d., per pirmąsias Amerikos valstybingumo metines, iš tiesų buvo surengti fejerverkai, ir jie bus rengiami dar daugiau nei 200 metų.
Žinoma, jei būtumėte buvę per Amerikos metines, spalvotų fejerverkų vis tiek nebūtumėte matę. Tokie sprogimai, kokius matome šiandien, buvo sukurti tik po šešiasdešimties metų, kai italų išradėjai pridėjo tokių metalų kaip stroncis ar baris. Pagaliau 1830-aisiais gimė šiuolaikiniai fejerverkai, o šventės įgavo visiškai naują atspalvį.
Jei liepos 4-ąją stebėsite fejerverkų šou, pamatysite daugiau nei 2000 metų pavojų, išradimų ir grožio, supakuotų į paprastą pakuotę. Nuo sprogstančio bambuko iki šaunamųjų miltelių ir metalų – per pastaruosius tūkstantmečius mūsų mokslas ir pasaulis nuėjo ilgą kelią! Net ir pats paprasčiausias mokslas dažnai turi nuostabią ir žavią istoriją. Kas žino, ką atneš ateitis?
Fejerverkų mokslas
Fejerverkai mus lydi jau ne vieną šimtmetį, tačiau jų technologijos vis tobulėja ir stebina mus įspūdingomis spalvomis, raštais, garsais ir tiksliai parinktu laiku. Taigi, koks mokslas slypi už šių stebuklų?
Greičiausiai dauguma iš mūsų kada nors matėme nuostabias dangų nušviečiančias spalvas ir ausų būgnelius drebino fejerverkų sprogimai, tačiau fejerverkai nėra naujiena.
Fejerverkai nuėjo ilgą kelią nuo rankomis uždegamų ant žemės esančių fejerverkų iki kompiuteriu valdomų fejerverkų oro šou su sudėtingais raštais ir spalvomis, kurie sinchronizuojami su muzika.
Kas yra fejerverko viduje?
Labiausiai paplitęs fejerverkas, naudojamas dideliems šou, yra vadinamas „aerial shell“. Kriauklės korpusas paprastai gaminamas iš suspausto popieriaus ir virvės. Kriauklė įdedama į vamzdelį, vadinamą skeveldra. Kai esame pasirengę fejerverko paleidimui, uždegamas sprogdiklis (kuris yra tarsi degi virvelė, pritvirtinta prie apvalkalo), kuris nukreipia liepsną į skeveldros pagrinde esantį miltelių užtaisą (vadinamą kėlimo užtaisu).
Milteliai užsidega ir sprogsta, todėl sviedinys pakyla į orą kaip patrankos sviedinys. Taip pat užsidega lėkštėje esantis uždelsto veikimo sprogdiklis. Šį uždelsto veikimo sprogdiklį galima suprojektuoti taip, kad jis degtų tiksliai nustatytą laiką, kad minosvaidžio sviedinys pasiektų didžiausią aukštį (kuris gali būti daugiau kaip 300 m), o tada užsidegtų sviedinio centre esantis sprogstamasis užtaisas.
Sprogstamasis užtaisas ne tik priverčia sviedinį sprogti, bet ir sukelia bet kokį „efektą“, kuriam sukurtas sviedinys. Šis efektas gali būti sprogimas, trenksmas, blyksniai, dūmai, spalvos arba jų derinys! Pavyzdžiui, į apvalkalą paprastai įdedama marmuro dydžio suspaustų kamuoliukų arba cilindrų su pirotechnikos mišiniais, vadinamais „žvaigždutėmis“, kurie, užsidegę, sukuria tam tikras spalvas. Kiekvienas fejerverke matomas šviesos taškas atitinka vieną žvaigždę apvalkale.
Būm!
Viena iš pagrindinių cheminių medžiagų, sukeliančių fejerverko sprogimą, yra blyksnio milteliai: aliuminio miltelių (metalinio kuro) ir kalio perchlorato (oksidatoriaus, kuris suteikia deguonies aliuminio milteliams degti) mišinys.
Pirmiausia buvo sukurtas senamadiškos blykstės fejerverkas fotografijos tikslais, nes jis labai ryškiai dega labai trumpą laiką. Jei jis užsidega uždaroje mažoje erdvėje, taip pat sukelia labai garsų sprogimą. Būtent iš čia ir kilo fejerverkų sprogimo garsas. Tai taip pat puikus būdas uždegti junginius, kurie sukuria garsiąsias fejerverkų spalvas.
Spalvos!
Degdami skirtingi chemikalai sukuria skirtingas spalvas. Tikimės, kad mokykloje atlikote liepsnos bandymus ir matėte, kaip įvairios cheminės medžiagos, laikomos Bunseno degiklyje, sukuria gražias spalvotas liepsnas.
Liepsnos bandymai naudojami chemijoje siekiant nustatyti, ar yra tam tikrų metalų jonų (atomų su pridėtais arba nubrauktais elektronais), nes kai kurie metalai dega labai savita spalva. Pavyzdžiui: stroncis = raudona spalva; kalcis = oranžinė spalva; natris = geltona spalva; baris = žalia spalva; varis = mėlyna spalva; magnis, aliuminis ir titanas dega baltai.
Jei atomui suteiksite šiek tiek energijos, pavyzdžiui, jį kaitindami, atomo elektronai pereis į didesnės energijos būseną. Tačiau čia jie nėra stabilūs, ir, grįžę į pradinę energijos būseną, atiduoda šiek tiek energijos šviesos pavidalu. Tam tikra skleidžiamos šviesos spalva (arba bangos ilgis) atitinka tam tikrą tarpą tarp šių energijos lygmenų. Kiekvienas atomas turi savo unikalų energijos lygmenų rinkinį, taigi ir unikalų spalvinį atspaudą (arba spektrą).
„Žvaigždes“ apvalkale galima išdėstyti taip, kaip norite, kad jos atrodytų danguje. Žvaigždutes paprastai sudaro: metalo druska, suteikianti spalvą (pavyzdžiui, raudonai spalvai gauti dažnai naudojamas stroncio karbonatas); oksidatorius (pvz., kalio perchloratas), suteikiantis deguonies degalams (pvz., medžio anglims) degti; visa tai sujungta ryžių krakmolu.
Žvaigždžių sudėtis ir miltelių pavidalo pirotechnikos junginių grūdelių dydis paprastai yra skirti reakcijoms sulėtinti, kad sprogimas ir švytėjimas danguje truktų kuo ilgiau.
Kaip šiuolaikiniai fejerverkai taip puikiai veikia?
Jei fejerverkus uždegate namuose, turite rankomis uždegti apačioje esantį saugiklį, kuris uždelsia pakeliamojo užtaiso uždegimą ir suteikia jums laiko iki sprogimo pasitraukti saugiu atstumu. Tačiau didesniems fejerverkams rengti technologijos dabar yra gana pažangios ir viskas valdoma kompiuteriais, o uždegama naudojant elektrinius uždegiklius!
Kiekvienas apvalkalas (saugiklis) yra prijungtas prie atskiro elektrinio uždegiklio, kurį galima valdyti kompiuteriu ir neįtikėtinai tiksliai nustatyti laiką. Elektrinis uždegiklis iš esmės yra du variniai laidai, prijungti prie abiejų maitinimo šaltinio gnybtų, o trumpas tiltelis tarp laidų pagamintas iš grafito.
Kai per jį praleidžiama stipri srovė, grafitas greitai įkaista ir uždega degiąją dangą, nuo kurios užsidega trumpas saugiklis ant korpuso. Kiekvienas elektrinio uždegiklio laidas patenka į jungiamąsias dėžutes, kurios savo ruožtu jungiasi prie centrinio valdiklio, prijungto prie nešiojamojo kompiuterio. Nešiojamasis kompiuteris leidžia labai tiksliai suprojektuoti ir valdyti uždegimo laiką.
Tai daug saugiau ir reiškia, kad galite pamatyti nuostabius fejerverkus, kurie iš tikrųjų yra suderinti su muzika!
