Ingen trodde Brian Shimer hadde en sjanse. Etter to måneder på 40 år ankom den amerikanske bobslederen OL i Salt Lake City 2002 med fire vinterkamper under beltet, men ingen olympiske medaljer. Så da teamet hans sladret gjennom det svingete banen og tjente den etterlengtede bronsen, var alle overrasket - ikke minst av alle Shimer. '' Jeg vet ikke hva som brakte oss ned bakken så raskt, '' sa han til The New York Times . '' Strømmen i luften, mengden vinker og skriker. ''
Relatert innhold
- Hvorfor curling is er annerledes enn annen is
Menneskenes støtte - sammen med lagets intense trening og Shimers presise svinger - var helt klart avgjørende. Men en usung helten i vintersport spilte også en hovedrolle i lagets triumf: isen.
I en idrett når bare hundrelapper av et sekund skiller vinnerne og taperne, betyr hvert friksjonsinduserende hump eller spor. Og is sliter overtid, så Shimer og teamets 17. startposisjon kunne lett ha vært en ulempe. Likevel endte pulken på femteplass, og satte dem opp for bronse. "Du kan ikke gjøre det hvis isen ikke er konsistent, " sier Tracy Seitz, administrerende direktør for det kanadiske issporet kjent som Whistler Sliding Center, som touts det "raskeste issporet i verden." Seitz ville vite: Han var også en av Salt Lake Citys såkalte “Ice Masters”, ekspertene fikk utfordringen med å lage de ideelle isbanene for idrettsutøvere i verdensklasse.
Det er mye mer å lage is enn det som møter øyet. På molekylært nivå er snø og is fra olympiske baner nøyaktig de samme tingene som gjør snømenn, blokkerer av døren og sender intetanende tilskuere som passer på nedkjørsler. Alt frossent vann består av molekyler arrangert i en sekskantet struktur som ligner en honningkake. Men isen som belegger de glidende glidesporene for boble, luge og skjelett, eller den faste, flate snøen på en skikurs, er nøyaktig formet og betinget i løpet av månedene frem til spillene, og optimaliserer egenskapene til disse frostige vannformene.
"Det er ikke bare en ishank som du vanligvis tenker på, som isbiter som sitter i fryseren din, " sier Kenneth Golden, en matematiker ved University of Utah som studerer isstrukturen. "Det er et mye mer fascinerende og sammensatt stoff enn folk normalt vil tro."
Shimer (foran), Mike Kohn, Doug Sharp og bremsemann Dan Steele kommer til et stopp etter å ha avsluttet sitt tredje løp på Utah Olympic Park-banen i Park City, Utah, under vinter-OL 2002. (US Army images / Wikimedia commons) Is, is, kanskje
Det første trinnet for å bygge isbane eller spor er å rense vannet for å fjerne oppløste faste stoffer som salter og mineraler. Slike urenheter passer ikke i den vanlige sekskantede strukturen til is som dannes når vann fryser. Den samme egenskapen kan sees i havis, forklarer Golden, som utelukker saltet av havvannet når det fryser, og skaper en søppel ekstra salt væske under isen. Men i en skøytebane eller spor, urenheter samles mellom krystaller eller skyves til overflaten, og skaper svake svakheter i isen. Som Seitz sier, "jo mer rent vannet er, jo tettere vil isplaten være, " som betyr en mer jevn overflate.
Isens kvalitet og renhet er så viktig at det er opprettet en spesiell posisjon - Ice Master - for å sikre dens levedyktighet. Glem skulptører som lager intrikate isskulpturer; Ice Masters former is til noen av de mest imponerende strukturene på jorden. Minst et år i forkant av Games selv , sprøyter de hundrevis av papirtynne strøk med dette ultrapurvannet på en betongbane eller -bane, som er avkjølt av et innebygd kjølesystem for hurtig frysing. Det tar rundt fem dager med arbeid uten stopp for å legge det frosne sporet for en boble-løpe, sier Seitz.
Denne prosessen forhindrer dannelse av frostsjikt, som dannes når fuktig luft fryser over den isete overflaten. Frostlag kan fange luftbobler i isen, som kan jobbe seg ut som ørsmå pockmarks. "Vi tenker ikke på den [isen] som flytende, men den er veldig flytende, og den beveger seg hele tiden, " sier Seitz. "Disse luftlagene i isen vil skape svakheter som kan bryte ut og skape uoverensstemmelser i isoverflaten." For en bobslede kan ett bittelite lommemark føre til at en slede spretter og foreviger problemet. "Én ujevnhet skaper to ujevnheter skaper tre ujevnheter, og av og på og videre, " sier han.
Andre is-baserte idretter som hockey, skøyter og curling bruker lignende grundige lagdelinger. Men for hver idrett er den ideelle istemperaturen og tykkelsen forskjellig. Skøyter, for eksempel, fremhever den tykkeste og varmeste isen: Den omtrent to-tommers overflaten holdes rundt en lun 25 grader Fahrenheit, noe som gjør at skøyteløpere kan hekte skøytene i isen som er nødvendig for å utføre sine tyngdekraftsmottende hopp og spinn. .
Noe av magien er ikke bare i prosjektering - det er i naturen av selve isen. I kantene er vannmolekylene i is ikke så sterkt låst i honningkammen som i midten, og skaper et væskelignende lag kjent som pre-melt som smører overflaten og antas å gi isen sin unike glatte kvalitet. Det intense trykket fra en skøyte eller et blad på en liten isspalte kan deprimere smeltepunktet, noe som sannsynligvis bidrar til det glatte laget av vann. Lett smelting fra friksjonen til et glideblad på overflaten antas også å tilsette væske til blandingen.
Noen Ice Masters prøver kreative tiltak for å oppnå den perfekte overflaten. Blant isdrivere er det en mangeårig myte om at musikk kan hjelpe isen til å krystallisere. For OL i Sotsji 2014 spilte Ice Master Dimitri Grigoriev klassisk musikk - Vivaldis “Four Seasons”, for å være nøyaktig - mens han la det isete sporet. "Vi hadde klassisk spilling her, slik at isen krystalliserer på ordentlig hard måte, ikke rockemusikk, ikke stillhet, " sa han til NPR, og la til: "Jeg ser alvorlig på det, slå det opp!" (NPR slo opp, og det er ingen anerkjent vitenskap som støtter denne påstanden.)
Seitz er ikke imponert over slike overtro. "Hvis vi skal gjøre noe, sprenger vi sannsynligvis heavy metal-musikk, " sier han - for mannskapet, ikke isen. Det holder mannskapet hans «våken og går hardt» i løpet av de voldsomme timene med arbeid med å legge banen, sier han.
Carolina Kostner fra Italia etter å ha opptrådt i kvinners kunstløp fri skøyte under vinter-OL 2014 i Sotsji, Russland. (Tribune Content Agency LLC / Alamy) Jo mer du snø
Som doktorglaciolog har Sarah Konrad brukt sin store del av tiden på å tenke på snø. Men hennes tilknytning til de hvite tingene er også mer personlig: Hun konkurrerte både i skiskyting og langrenn i vinter-OL 2006 i Torino, Italia, 38 år gammel - den første amerikanske kvinnen som kvalifiserte seg til to idretter på vinterlekene.
Overraskende nok er de tregeste forholdene for snørike idretter de som rekreasjonsløpere søker mest etter: nylagt pulver.
I motsetning til is, som dannes fra frysevann, dannes snø fra krystalliseringen av fuktighet eller vanndamp i atmosfæren når den er "superkjøl", eller avkjølt like under frysepunktet. For å faktisk danne en krystall, må vanndampen støte på noe, som en flekk med støv, for å utløse krystallisering. Nøyaktig hvorfor disse partiklene er nødvendige og hvordan de hjelper til med snødannelse er fortsatt under debatt, men uten dem må det være forbløffende kaldt - godt under -20 grader Fahrenheit - for iskrystallene å danne seg på egen hånd.
Når den begynner, tiltrekker krystallen andre superkjølte vanndampe å hauges i intrikate mønstre. De vanlige seks "vingede" snøflakene, som Konrad kaller dem, gjenspeiler det sekskantede arrangementet av frosne vannmolekyler. Selv om de er fantastiske, er de intrikate flakene ikke optimale for sport. Kantene og vinklene som gjør snøflakene så visuelt tiltalende, betyr også ujevnhet for et overtopp på ski, og tregere for olympierne. "Det er en ujevn overflate, selv på mikroskopisk nivå, " sier Konrad, som i dag er tilknyttet prosjektdirektør ved University of Wyoming.
Men når snøen berører bakken, begynner snøfnuggformen å endre seg. Bortsett fra virkningene av vind og andre fysiske krefter, forandrer seg snøfnuggene seg sakte over tid, og blir mer kompakte og avrundede. "Du går fra denne fjærede, intrikate krystallen til noe som er mer som en kulelager, " sier Konrad. "Det er mye raskere, fordi det har mindre røffe kanter."
Noen fagkursbyggere foretrekker til og med kunstig snø - som, sier de, har en "gammel snø" -følelse uten å forsøke å eldes - fremfor de naturlige flakene. Denne snøen er skapt ved å sprøyte en fin tåke med vann og trykkluft over løpet. Luftutvidelsen fryser fuktigheten og holder den høyt, og sikrer tilstrekkelig frysetid. Krystallene mangler de nødvendige forhold og tid til å danne intrikate seksvingede flak, sier Konrad, slik at den resulterende formen er forutsigbar, noe som gjør det enkelt å jobbe med til kursbygging. "Men det tar noe av moroa ut av det, " legger Konrad til.
For alpinkurs går det imidlertid mye arbeid for å sikre at banen er rask og holdbar. Ingeniørene vil ofte våte overflaten og deretter la den fryse, noe som skaper en tettpakket, rask kurs. Men hvis snøen er for våt, eller luften for varm, vil løpet raskt bli rutt og falle fra hverandre. Menneskene som er ansvarlige for snøbaner bruker måneder på å løpe frem til spillene - til stadighet å forme og omforme hvert hjørne og tonehøyde for å oppnå en perfekt balanse mellom en fast, rask bane og en isplate.
Noen ganger er det umulig med innfall av vær umulig å korrigere for. Dette var et tema på 2014-spillene i Sotsji, der uvanlig varme forhold førte til humpete baner og kornete, eller "sukkerholdig" snø. For halvpipen falt mer enn halvparten av konkurrentene under kvalifiseringsrundene. To-gangers olympisk medaljevinner Hannah Teter kalte røret "farlig" og "crappy."
For langrenn, sier Konrad, "Varmere forhold er der voksene og strukturen din blir ekstra viktig." Ulike kombinasjoner av voks brukes på bunnen av ski - ofte ved bokstavelig stryking - for å hjelpe dem med å gli på toppen av snøen. Og hvis du bruker feil voks, forklarer Konrad, "kan du virkelig blåse det." Lag bruker ublu mengder penger og tid på voksetekniker som håndterer disse beslutningene, teknikerne drar ut på kursene i de to årene som leder opp til arrangementet for å lære om rekke forhold de kan oppstå og hva som fungerer best i hvert.
...
Vintersporten er avhengige av - og eksisterer takket være - de unike egenskapene til frossent vann. Tross alt, påpeker Golden, begynte skøyter på grunn av det enkle faktum at isen flyter på toppen av et flytende tjern. I en større forstand skyldes mangfoldet av liv som eksisterer ved Nord- og Sørpolen, at isen danner en hylle som støtter liv ovenfor, og beskytter væskeriket under. Som Golden undrer seg: "Det hele skyldes denne lille tingen: fordi den faste formen av vann er mindre tett enn den flytende formen."
Likevel etter hvert som klimaet varmer og snøfall blir knappere i noen steder, har utendørs vintersport truet. I Sotsji skapte arrangørene nok snø til å dekke 1000 fotballbaner, og dekket de voluminøse haugene med isolerte yogamatte som tepper. Sammen med teknologien for å lage kunstsnø og bevare snø fra år til år, kan disse typer fikser bli stadig viktigere for OL i årene fremover.
Heldigvis er det ikke bekymringen i PyeongChang, der vindkjølingen i februar ofte svir i enkeltsifrene. Faktisk kan temperaturene til og med falle under optimale forhold for noen idretter: For bobslede, sier Seitz, i temperaturer under 23 grader Farenheit, er isen ekstra sprø. For langrenn, sier Konrad, er den "lykkelige temperaturen" rundt 25 grader Fahrenheit; noe kaldere og snø blir tørt og sakte.
Konrad tar alle forholdene i skritt. "Fra et skiløperperspektiv er det virkelig ikke en 'beste' snø, så lenge den er der og sammenlignbar for alle konkurrentene, er vi vanligvis ganske fornøyde, " sier hun.
Men så lenge det er vinterleker, vil det ikke være mangel på faktorer og forhold som omhyggelige Ice Masters tar hensyn til når de lager sitt medium. Etter 45 minutters snakk om is ba jeg Seitz om eventuelle avskjedstanker om frossent vann. "Jeg kunne sannsynligvis fortsette og fortsette for alltid, " sier han.
