Silvesterfeuerwerk – kontrollierte Explosionen im Miniformat

Rund einhundert Millionen Euro geben die Deutschen jedes Jahr für Silvesterfeuerwerk aus. Ein Grossteil davon wird als Feuerwerksrakete in die Luft geschossen.

Die Rakete verschwindet nach dem Abschuss am dunklen Himmel und kurze Zeit später erfreuen bunte Leuchteffekte die Zuschauer. Aber was passiert in der Zwischenzeit?

[W] wie Wissen wollte es genau wissen, und hat eine durchsichtige Rakete am Boden explodieren lassen. Mit einer Hochgeschwindigkeits-Kamera kann man dann sehen wie die Explosion im einzelnen Abläuft.

Rückstoß wie beim Space Shuttle

Gezündet wird die Silvesterrakete mit einer Zündschnur, die ins Innere führt. Dort ist das Schwarzpulver so dicht zusammengepresst, dass es nicht explodiert sondern gleichmäßig abbrennt. Die Verbrennungsgase schießen nach unten aus der Rakete heraus. Eine weiße Düse aus Keramik bündelt die Gase. Dadurch werden sie noch einmal beschleunigt und zielgerichtet ausgestoßen. Der Rückstoß treibt dann die Rakete nach oben. Das gleiche Prinzip wie bei einem großen Space Shuttle.

und eine Sekunde brennt dieser Treibsatz. In dieser Zeit erreicht die Rakete eine Höhe von bis zu vierzig Metern.

Explosive Mischung im Inneren

Direkt über dem dicht gepressten Schwarzpulver des Treibsatzes liegen die so genannten Kugelsterne, das sind wenige Millimeter große schwarze Kugeln, die später die Leuchteffekte an den Himmel zaubern. Alle Kugelsterne zusammen nennt man daher auch Effektladung. Die Kugelsterne liegen relativ locker auf dem Treibsatz auf und sind mit Schwarzpulver umhüllt.

Bunte Effektladung leuchtet erst mit Verzögerung

Sobald das Feuer einen der Kugelsterne entzündet, breitet sich das Feuer explosionsartig in der Rakete aus. Denn jetzt hat es Platz sich auszubreiten. Der Druck steigt rapide an, so dass die Raketenspitze abgesprengt wird und die Kugelsterne heraus geschleudert werden.

Überraschwenderweise leuchten die meisten Kugelsterne noch nicht, wenn sie aus der Raketenhülse herausfliegen. Sie haben zwar schon Feuer gefangen, brennen aber erst nach und nach richtig an. Und weil die äußere Hülle der Kugeln aus Schwarzpulver ist, leuchten alle zunächst strahlend weiß. Erst in tiefen Schichten sind dem Schwarzpulver dann verschiedene metallische Verbindungen zu gesetzt, die für die bunten Farben sorgen.

Zum Beispiel erzeugt Bariumnitrat ein grünes Leuchten, Strontiumnitrat ein rotes und Natriumnitrat lässt die Kugel gelb erstrahlen. Ein einzelner Kugelstern kann dabei aus verschiedenen Schichten mit wechselnden Zusätzen bestehen.

Dadurch ändern sich dann auf einmal die Leuchtfarben am Himmel. Ganz in der Mitte der Kugelsterne befindet sich meistens ein winziges Rapskorn. Es leuchtet zwar nicht, dient aber bei der Herstellung der Kugelsterne als Keim, auf den nach und nach das Schwarzpulver aufgetragen wird. So ähnlich wie wenn man einen Schneeball über Neuschnee rollt, und er immer größer wird. So beindruckend eine Feuerwerksrakete aussieht, der Aufbau ist relativ simpel.

Leuchtende Figuren am Himmel

Komplizierter wird es bei so genannten Figurenbomben, die seit wenigen Jahren auf dem Markt sind. Dabei leuchten die Kugelsterne in Form von zwei dimensionale Figuren am Himmel. Zum Beispiel als Smiley, Zahl oder Herz.

Wichtigster Unterschied zur normalen Silvesterrakete: Die Effektladung ist in einer Kugelförmigen Hülse untergebracht, oder, bei den professionellen Feuerwerksbomben in Kugelschalen aus Pappe. Auf einer Ebene sind darin die Kugelsterne in der gewünschten Form angeordnet. Die Zwischenräume werden mit der so genannten Zerlegerladung gefüllt. Das sind die Schalen von Reispelzen, die von Schwarzpulver umhüllt sind. Genau in der Mitte endet die Zündschnur, oder in unserem Fall, eine elektronischer Zünder; nur so fliegt das Herz auch gleichmäßig auseinander.

Das Herz braucht Zeit

Um zu sehen was im Inneren der Bombe vor sich geht, haben wir eine Bombe auseinandergenommen und nur den Teil mit der Effektladung als eine Art Sandwich zwischen zwei Glasplatten gepackt. Zuerst ein kleiner Blitz, der Zünder. Dann brennen die Reisschalen mit dem Schwarzpulver an. Sie treiben das Herz auseinander. Trotz der abgespeckten Version ist die Explosion gewaltig.

Kein Wunder, dass die Feuerwerksbomben normalerweise erst in 150 Metern Höhe explodieren und ein Sicherheitsabstand am Boden von mehr als einhundert Metern vorgeschrieben ist. Wie bei der kleinen Feuerwerksrakete beginnen die Kugelsterne erst nach einiger Zeit zu leuchten, so dass sie zunächst im gleißenden Hell der Explosion untergehen. Erst wenn die Explosion vorüber ist erstrahlen die Kugelsterne im satten Rot am Himmel.

Sicherheit ist oberstes Gebot

Egal ob Großfeuerwerk oder Silvesterspaß, man sollte die Sprengkraft der Feuerwerkskörper nicht unterschätzen. Auch wenn in einer frei verkäuflichen Silvesterrakete nur maximal 20 Gramm Schwarzpulver drin sein dürfen, falls sie am Boden hoch geht, drohen gefährliche Verletzungen. Zum einen durch die reine Explosion, zum anderen aber auch durch die heißen Kugelsterne.

Sie brennen immerhin mit einer Temperatur von rund 2000 Grad Celsius. Noch gefährlicher wird es bei Importen aus anderen Ländern, bei denen noch größere Mengen Schwarzpulver verwendet werden und die unter Umständen mangelhaft verarbeitet sind. Man sollte daher nur Feuerwerkskörper mit einer Zulassungsnummer der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (kurz BAM) verwendet werden. Dann ist sicher, dass der Feuerwerkskörper von Experten getestet und als unbedenklich eingestuft ist. Dem großen Ahh! und Ohh! steht dann nichts mehr im Wege.

Autor: Ulrich Grünewald

Stand: 11.05.2012 13:00 Uhr