Die schlüpfrige Wissenschaft des Skeletts

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Viele olympische Wintersportarten haben antike Ursprünge, die auf die Zeit zurückgeht, als Menschen neue Wege erfanden, um sich in der wilden und weißen Wildnis fortzubewegen. Skifahren könnte vor 10.000 Jahren in Erscheinung getreten sein Altai, Chinaund das indigene samische Wort für Ski („Cuoigat“) wird auf ein Alter von 6.000 bis 8.000 Jahren geschätzt. Vor Tausenden von Jahren in Nordeuropa befestigten Menschen Tierknochen zu ihren Füßen, um auf dem Eis zu laufen. Und die ersten Völker Kanadas benutzten Schlitten, um Waren zu transportieren.

Der Sport namens Skeleton hat keinen so heiligen Ursprung im praktischen Transport von Menschen oder Gütern, obwohl er technisch gesehen auf einem Schlitten gespielt wird. Ohne Zentralheizung war das Leben schon hart genug; es gab keinen Grund, auf einem ungebremsten Schlitten mit dem Gesicht nach unten eine gefrorene Rutsche hinunterzusausen.

Doch bei aller Modernität des Skeletts – es wurde erst 2002 wieder in den Zeitplan der Olympischen Winterspiele aufgenommen – ist es Wissenschaftlern immer noch zutiefst ratlos.

Andere Brettsportarten bieten klarere Wege zum Sieg. Bobfahrer steuern, indem sie an zwei Seilen ziehen, die an einem Lenkbolzen befestigt sind. Schlitten steuern, indem sie ihre Wadenmuskeln anspannen und die Griffe des Schlittens greifen. Aber Skeleton-Rennfahrer können sich nur mit dem subtilsten Achselzucken oder Fußklopfen lenken. Der kleinste Ruck kann helfen oder schaden, indem er die Aerodynamik eines Athleten auf eine Weise verändert, die Athleten, Trainer und Forscher immer noch zu entschlüsseln versuchen.

„Es gibt sogar Zeiten, in denen ich nur meine Augen benutze“, sagte Katie Tannenbaum, eine Skeleton-Athletin von den Jungferninseln, 2018 gegenüber The Times.

Das Skelett wurde laut dem Internationalen Bob- und Skeleton-Verband aus einer Laune heraus erfunden. Der Sport begann Ende des 19. Jahrhunderts auf der Cresta Run, einer vereisten Outdoor-Rodelbahn in St. Moritz, Schweiz, als Freizeitrodler kopfüber in die Abfahrt einstiegen. Und obwohl der Name „Skelett“ einem Sport entspricht, der den Tod direkt einzuladen scheint, hat er düstere Ursprünge; es kann von einem schlecht anglisierten norwegischen Wort oder von der spärlichen, skelettartigen Erscheinung des Stahlschlittens stammen. Der Sport trat bei den Olympischen Spielen auf 1928 und 1948als die Spiele in St. Moritz stattfanden.

Die Physik des Gleitsports – Skeleton, Bob und Rennrodeln – ist einfach. „Es ist die Schwerkraft, die Sie die Strecke hinunterzieht“, sagte Timothy Wei, ein auf Strömungsdynamik spezialisierter Maschinenbauingenieur an der Northwestern University, der mit Skeleton-Athleten arbeitet. „Und all die Widerstandskräfte verlangsamen dich.“

Ein Großteil der spärlichen nicht-proprietären Forschung zum Skelett betrifft die Sprintphase des Sports, in der Athleten laufen, um Geschwindigkeit zu erzeugen, während sie ihren Schlitten eine kurze Strecke schieben, bevor sie an Bord springen. Wissenschaftler haben die untersucht ideale Schrittzahldas Ideale Schrittlänge und Frequenz und sogar die ideale Winkel Hüfte, Knie, Sprunggelenk und Oberschenkel während der Laufphase. Aber Wissenschaftler wissen weit weniger über die Mechanik der schrecklichsten Phase des Skeletts.

Es gibt verschiedene Gründe.

Die Rutsche ist körperlich brutal: Die Athleten erfahren in den Kurven vier bis fünf G-Druckkräfte und müssen den Vibrationen der Strecke standhalten. Beim Rennrodeln tragen Athleten eine Halskrause, um ihren Kopf bei hohen G-Kräften zu stützen; die Bobfahrer, sitzend, sind von ihrem Fahrzeug umringt. Beim Skeleton erleben die Athleten die Elemente Kopf an Kopf, während sie ihren Kopf senken, um stromlinienförmig zu bleiben, ihr Kinn Zentimeter über dem harten Eis schwebt und ihre Augen angestrengt nach oben gerichtet sind, um die Strecke zu sehen.

„Sie können nicht mehr als zwei bis drei Läufe pro Tag machen“, sagte Dr. Wei. „Und am Ende der Saison, für ein oder zwei Monate, kann man einfach nicht klar denken.“ Während also ein Läufer trainieren kann, wann immer er will, kann ein Skeleton-Athlet nur ein paar kumulierte Stunden pro Jahr trainieren, wenn überhaupt; Mit wenigen Testmöglichkeiten sind Skelette logistisch schwer zu untersuchen.

Es ist nicht einfach, zu einer Strecke zu kommen, um zu trainieren. Der Internationale Bob- und Skeleton-Verband listet weltweit nur 17 Strecken auf, die sich alle auf der Nordhalbkugel befinden. Diese Exklusivität schafft wirtschaftliche und ökologische Barrieren für Läufer aus anderen Ländern, die hoffen, trainieren zu können, geschweige denn, es zu den Olympischen Spielen zu schaffen.

Und die Strecken sind oft kurvenreich, winden sich wie eine Achterbahn, was es schwierig macht, einen Athleten ständig im Auge zu behalten, während er die Strecke hinunterrast. Die Strecke im Yanqing National Sliding Center in Peking, auch „der Schneedrache“ genannt, hat eine 360-Grad-Kurve. Nach Dr. Wei’s Erfahrung bedeutet das Anschauen eines Rennens „Sie sehen diesen Typen einfach zu, wie sie sprinten und in einem Tunnel verschwinden, und sie sind weg.“ Er fügte hinzu: „Es gibt keine Möglichkeit, genau zu wissen, was der Athlet auf der ganzen Strecke macht, und daraus Daten zu erhalten.“

Aber in einem Rennen, in dem die Gewinnspannen normalerweise einige Hundertstelsekunden betragen, ist es für Athleten entscheidend, die aerodynamischen Kräfte zu verstehen, die ihr Rutschen verlangsamen, um sie zu minimieren. Wenn Sie Ihr Gesicht auf das Eis richten, kann es schwierig sein zu sagen, ob das Ändern Ihrer Fußposition oder das Auf- oder Abrutschen auf dem Schlitten Ihnen tatsächlich wertvolle Zeit spart.

Betritt den bescheidenen Windkanal. Vor mehr als zehn Jahren baute Dr. Wei ein System, das simulierter Widerstand Athleten erleben in einem echten Skeleton-Rennen. Er baute einen fiktiven Abschnitt einer Strecke am Ausgang eines offenen Windkanals mit in den Boden eingelassenen Sensoren, in deren Nähe er einen gefälschten Schlitten montierte. Die Sensoren verfolgten die Widerstandskräfte und die Gewichtsverteilung der Athleten.

Die Athleten fuhren auf einem nachgebildeten Schlitten, stemmten sich gegen böige Winde und konnten durch ein Plexiglasfenster im Tunnelboden in Echtzeit sehen, wie sich geringfügige Anpassungen an ihrem Körper auf ihre Geschwindigkeit auswirkten.

Dr. Wei führte auch Tests mit einer Theater-Nebelmaschine durch und beleuchtete sie mit einem grünen Blatt Laserlicht. Es verfolgte die Bewegung von Nebelpartikeln, um zu zeigen, wie Luft über Körper und Köpfe der Athleten wirbelte, in der Hoffnung, andere Möglichkeiten zur Reduzierung des Luftwiderstands besser zu verstehen.

Frau Tannenbaum, die diese Woche für die Jungferninseln antreten wird, hat mit dem Windkanal von Dr. Wei zusammengearbeitet, um sich auf Peking vorzubereiten. (Auf den Amerikanischen Jungferninseln gibt es keine Bobbahnen.) „Woher kommt der Luftwiderstand?“ fragte sich Dr. Wei. „Wie viel kommt vom Schlitten selbst und wie viel von Katie?“

Ein Windkanal kann die Überraschungen einer echten Strecke nicht reproduzieren, wo bestimmte Elemente – kleine Unebenheiten im Eis, Windverhältnisse, Außentemperatur – immer außerhalb der Kontrolle des Athleten liegen.

Vielleicht liegt ein Teil der Schönheit des Skeleton im Vergleich zu anderen Gleitsportarten darin, dass die Athleten die vollständige Kontrolle über ihr Schicksal auf dem Eis abgeben müssen.

„Auch wenn es völlig verrückt klingt, ist es ironischerweise in vielerlei Hinsicht der sicherste Brettsport, weil man so wenig Richtungskontrolle hat“, sagte Dr. Wei. Übersteuern in diesen Sportarten kann oft zu einem Unfall führen. Rennrodeln, bei dem Geschwindigkeiten von über 90 Meilen pro Stunde erreicht werden können, gilt als eine der gefährlichsten Sportarten bei den Olympischen Spielen.

Der aerodynamischste Skelettläufer wäre kein fleischiger Mensch, sondern ein echtes Skelett – der Wind würde durch den Brustkorb pfeifen, sagte Dr. Wei und fügte hinzu, dass ein echtes Skelett nicht lenken könne.

Bis zur Öffnung der Olympischen Spiele für die lebenden Toten blieb der Skeletonsport eine Domäne der Lebenden. Und obwohl Athleten so still wie Leichen erscheinen mögen, gibt es nichts Standhafteres, als sich an ein Stahlbrett zu klammern und mit 80 Meilen pro Stunde immer und immer wieder zum Mittelpunkt der Erde zu gleiten.