Die Zahlen liegen schon seit Jahrzehnten vor. Die Daten legen nahe, dass ein Spitzenmarathonläufer bis zu sechs Minuten einsparen kann, wenn er sich hinter einem anderen Läufer einreiht. Das ist kaum zu glauben – was wahrscheinlich der Grund dafür ist, dass die meisten von uns nicht wirklich daran glauben. Schließlich basierte die berühmteste und einflussreichste Studie zum Thema Drafting bei Läufern, die 1970 von dem Everest-Physiologen Griffith Pugh veröffentlicht wurde, auf einem Windkanalexperiment mit insgesamt nur einer Versuchsperson.
Die Versuche von Eliud Kipchoge, 2017 und 2019 einen Marathon unter zwei Stunden zu laufen, bei denen sich Schrittmacher in sorgfältig choreografierten Formationen abwechselten, machten das Drafting zu einem Gesprächsthema unter Läufern. Die Schätzung der daraus resultierenden Zeitersparnis blieb jedoch umstritten, zumal nachfolgende Studien nach Pugh sehr unterschiedliche Ergebnisse lieferten und oft bequeme, aber ungenaue Abkürzungen verwendeten, um die Auswirkungen eines bestimmten Luftwiderstands auf den Energieverbrauch und die Laufgeschwindigkeit zu schätzen.
Eine neue Studie von Edson Soares da Silva von der Universidade Federal do Rio Grande do Sul in Brasilien, Rodger Kram von der University of Colorado und Wouter Hoogkamer von der University of Massachusetts, Amherst, wurde im Journal of Applied Physiology veröffentlicht. Die Studie zielt darauf ab, endgültige Antworten auf die Auswirkungen des Windwiderstands auf den Marathonlauf zu geben, und bietet dabei einige Überraschungen. Wie sich herausstellte, sind manche Menschen besser darin, gegen den Wind zu laufen, als andere, und Fünf-Stunden-Marathonläufer sparen durch Windschattenlaufen ungefähr so viel Zeit wie Kipchoge.
Die neue Studie liefert das fehlende Bindeglied, um zwei bestehende Forschungsarbeiten zu verbinden. Frühere Studien haben mit Hilfe von Strömungsberechnungen ermittelt, wie viel Kraft die Luft auf einen ausübt. Diese Studien deuten darauf hin, dass beim Laufen in ruhiger Luft im Tempo eines Spitzenmarathons ein Luftwiderstand von etwa 8 Newton entsteht, und wenn man direkt hinter einem anderen Läufer läuft, sinkt dieser Wert auf etwa 4 N. Ein mittelgroßer Apfel wiegt etwa 1 N, es ist also so, als würde man durch das Gewicht eines großen oder eines kleinen Apfelsacks nach hinten gezogen.
Das ist interessant, aber die Kenntnis der beteiligten Kräfte sagt uns nicht direkt, um wie viel schneller oder langsamer wir uns bewegen werden. Wenn wir wüssten, wie viel zusätzliche Energie wir aufgrund des Luftwiderstands verbrauchen und wie viel dieser Energie wir durch den Luftzug einsparen, könnten wir frühere Forschungsergebnisse der Wissenschaftlerin Shalaya Kipp von der University of British Columbia (die mit Kram und Hoogkamer zusammenarbeitet) nutzen, die Energieeinsparungen mit Laufgeschwindigkeiten in Verbindung bringen. Um diese beiden Ideen miteinander zu verbinden, muss man wissen, wie viel zusätzliche Energie man verbrennt, wenn man von einer kleinen Kraft in der Größenordnung von 4 bis 8 N zurückgezogen wird.
Die Versuchsperson läuft auf einem Laufband, während sie in eine Maske atmet, die den Energieverbrauch misst, und wird von einem Gummischlauch nach hinten gezogen, der über Umlenkrollen mit einem hängenden Gewicht verbunden ist, das die gewünschte Kraft ausübt – in diesem Fall 0, 4 oder 8 N, da dies der Bereich der aerodynamischen Widerstandskräfte ist, der in computergestützten fluiddynamischen Studien über die Zugkraft von Läufern beobachtet wird.
Das Hauptergebnis liegt auf der Hand: Je größer der Luftwiderstand, desto mehr Energie verbraucht man. Die Frage ist nur, um wie viel. Bei drei Testgeschwindigkeiten zwischen acht und sechs Minuten pro Meile stellten sie fest, dass der Energieverbrauch bei jeder Erhöhung der Zugkraft um 1 Prozent des Körpergewichts um etwa 6 Prozent anstieg.
Bei Eliud Kipchoge, der 115 Pfund wiegt und einen Zwei-Stunden-Marathon ohne Tempomacher läuft, beträgt die Zugkraft 1,39 Prozent seines Körpergewichts, was bedeutet, dass er 7,8 Prozent mehr Energie verbraucht als bei einem absolut perfekten Drafting Lauf. Setzt man diese Zahl in die Gleichungen von Kipp ein, so ergibt sich, dass er bei einem perfektem Lauf im Windschatten 6:28 über einen Marathon sparen würde. Für die Frauenweltrekordhalterin Brigid Kosgei, die ein etwas langsameres Tempo läuft, läge die Einsparung bei immer noch gewaltigen 5:58.
Zunächst einmal ist festzustellen, dass Pughs Ein-Personen-Studie von vor einem halben Jahrhundert, die zu diesen scheinbar unwahrscheinlichen Vorhersagen von sechs Minuten Zeitersparnis führte, ziemlich genau ins Schwarze getroffen hat. Das war allerdings ein Glücksfall. Die durchschnittlichen Energiekosten in der neuen Studie betrugen 6 Prozent, aber die Spanne zwischen den 12 Probanden lag zwischen 4,2 und 8,1 Prozent. Mit anderen Worten: Einige Probanden verbrauchen doppelt so viel wie andere, wenn sie gegen den Wind laufen, und profitieren folglich auch doppelt so stark vom Drafting. Das ist ein verblüffendes Ergebnis.
Die Forscher verwendeten ein Laufband mit Kraftsensoren, um die Fußabdrücke der Läufer zu messen, und stellten fest, dass ein größerer Luftwiderstand, der sie nach hinten zog, ihre horizontalen Bremskräfte bei der Landung verringerte und ihre Vorwärtsantriebskräfte beim Abstoßen erhöhte. Sie fanden jedoch keinen Zusammenhang zwischen diesen einzelnen biomechanischen Variablen und der Frage, wer am meisten vom Drafting profitiert. Dies scheint ein verlockendes Ziel für künftige Forschungen zu sein, denn wenn man herausfinden kann, warum manche Menschen so viel besser mit dem Luftwiderstand umgehen können – und wenn man herausfindet, wie man es anderen beibringen kann -, dann ist das das energetische Äquivalent dazu, dass man sich ein Paar imaginäre Superschuhe zulegt.
In Wirklichkeit ist das Ziehen nicht perfekt. Die einzige Möglichkeit für Kipchoge, eine Zeit von 6:28 zu erreichen, wäre, in einem Vakuum zu laufen, in dem der Luftwiderstand zu 100 Prozent eliminiert wäre. In Studien zur numerischen Strömungsdynamik wurden verschiedene Windschattenformationen getestet, um zu ermitteln, wie viel der Widerstandskraft sie blockieren. Das einfachste Beispiel, das da Silva und seine Kollegen betrachteten, sind drei Tempomacher, die nebeneinander laufen, wobei der gepacte Athlet dicht hinter dem mittleren läuft. Das blockiert 57,3 Prozent des Luftwiderstands, was für Kipchoge eine Zeitersparnis von 3:42 bedeuten würde. Die effektivste Konfiguration ist ein umgekehrter Pfeil mit sieben Läufern, ähnlich dem, den Kipchoge bei seinem Sub-Zwei-Lauf in Wien 2019 verwendet hat, der 85 Prozent des Luftwiderstands blockiert, was einer Einsparung von 5:29 entspricht.
Wenn man sich diese Zahlen ansieht, kommt man nicht umhin, Kipchoges Wiener Lauf zu berechnen: 1:59:40 plus 5:29 ergibt 2:05:09 für einen Solomarathon. Das mag wenig überzeugend klingen, aber nur, weil wir dazu neigen, zu vergessen, dass praktisch alle Spitzenmarathons zumindest in der ersten Hälfte des Rennens mit einer Form von Drafting gelaufen werden, wie Hoogkamer betont. Obwohl mehr als 70 Männer Marathons unter 2:05 Stunden gelaufen sind, ist es gut möglich, dass es noch nie jemand ganz ohne Windschatten geschafft hat.
In der Praxis werden die Vorteile natürlich fast immer geringer sein als diese Best-Case-Berechnungen. Es ist sehr schwer, eine perfekte Windschattenposition einzunehmen, so dass die Läufer im Laufe eines Rennens immer wieder in den Windschatten geraten – vor allem, wenn es sich um ein Wettrennen handelt, bei dem mehrere Läufer den besten Platz einnehmen wollen. Und es ist sogar möglich, dass ein zu guter Windschatten die kühlende Wirkung einer Brise im Gesicht beraubt, so dass man etwas früher überhitzt, als man es sonst tun würde.
Dennoch sind die Zahlen groß genug, dass selbst ein unvollkommener Windschatten ein lohnendes Unterfangen zu sein scheint – und das nicht nur für Sportler wie Eliud Kipchoge und Brigid Kosgei. Es stimmt zwar, dass die Auswirkungen des Windschatten-Laufens bei höheren Geschwindigkeiten viel größer sind, aber wir Sterblichen sind viel länger unterwegs und haben mehr Zeit, die Vorteile zu nutzen. Nach da Silvas Berechnungen würde ein typischer 1,90 m großer und 145 Pfund schwerer Mittelstreckler, der hinter der einfachsten Dreierformation läuft, im Verlauf eines dreistündigen Marathons 3:08 Stunden, bei einem vierstündigen Marathon 2:59 Stunden und bei einem fünfstündigen Marathon 3:00 Stunden sparen. Die Einsparungen von Kipchoge und Kosgei liegen mit 3:42 bzw. 3:25 trotz der großen Geschwindigkeitsunterschiede in der gleichen Größenordnung.
Ehrlich gesagt sind diese Zahlen immer noch so groß, dass sie schwer zu glauben sind – aber die Beweise sind jetzt viel stärker.
