Studie Was Marathon‑Weltrekorde mit Raumfahrttechnologie verbindet

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Die Heriot-Watt University und Synopsys zeigen in einer Studie, dass Elite‑Marathonläufer durch optimierte Laufformationen und aerodynamische Strategien ihre Zielzeit um bis zu 40 Sekunden verkürzen könnten. Unter den richtigen Bedingungen wäre es sogar möglich, die jetzt gerade erst geknackte Marke von unter zwei Stunden zu unterbieten.

Für die Analyse modellierten die Forschenden die Läufer digital mit Ansys Discovery, einer Software zur schnellen Auslegung und Optimierung von Designs, und simulierten deren aerodynamisches Verhalten mit Ansys Fluent, einem Werkzeug für präzise Strömungsberechnungen. Ergänzende Windkanaltests dienten als Realitätscheck, um die Simulationen mit realen Messdaten abzugleichen. Auf diese Weise konnten sie zeigen, dass der Luftwiderstand beim Langstreckenlauf eine deutlich größere Rolle spielt als bislang angenommen. Die Ergebnisse widersprechen der bisherigen Annahme, dass Aerodynamik erst bei hohen Geschwindigkeiten relevant ist, und zeigen, dass ein optimierter Luftstrom auch im Langstreckenlauf messbare Energieeinsparungen ermöglicht.  

Im Windschatten den Widerstand um bis zu 90 Prozent reduzieren

Die Studie zeigt, dass Läufer den größten aerodynamischen Nutzen erzielen, wenn sie innerhalb einer Gruppe die richtige Position einnehmen. Wer nicht allein läuft, sondern sich geschickt in einer gut organisierten Gruppe platziert, kann den Luftwiderstand um bis zu 90 Prozent senken – und damit den Energieaufwand deutlich reduzieren.Auch wenn es zunächst paradox klingt: Selbst die Spitzenläufer profitieren von denen hinter ihnen. Die dicht folgenden Athleten schieben die Luft nach vorn und entlasten so den Führenden – ein Effekt, der im Radsport bekannt ist, im Langstreckenlauf jedoch bislang unterschätzt wurde. Je nach Position im Feld kann schon das Laufen im Windschatten spürbare Vorteile bringen: Wer dicht hinter anderen Athleten läuft, spart im Marathon bis zu 20 bis 30 Sekunden. Kombiniert mit weiteren aerodynamischen Optimierungen lässt sich die Zielzeit unter realistischen Rennbedingungen sogar um 30 bis 40 Sekunden verkürzen.

Mit Software zur Analyse des Luftwiderstands, die ursprünglich für die Luftfahrt‑ und Automobilindustrie entwickelt wurde, lassen sich Leistungseffekte quantifizieren, die sich bei realen Marathonläufen im großen Maßstab nicht messen lassen.

Thierry Marchal, Industry Director Sports bei Synopsys

Kleidung und Frisur spielen nach wie vor eine Rolle

Die Studie verbindet Formationstaktiken mit bestehenden aerodynamischen Erkenntnissen und erweitert diese um ein neues Modell für den Langstreckenlauf. Das Ergebnis: Wer enganliegende Kleidung trägt, seine Frisur strömungsgünstig gestaltet oder aerodynamische Kopfbedeckungen nutzt, kann den Luftwiderstand senken – und so je nach Situation fünf bis zehn Sekunden Zeit gewinnen.
Auch wenn diese einzelnen Effekte auf den ersten Blick marginal wirken, machen die Forschenden ihre Relevanz deutlich: Bei Elite-Marathons entscheiden oft Sekunden über Sieg oder Niederlage. Entsprechend groß ist das Potenzial, wenn sich mehrere aerodynamische Verbesserungen summieren. 

Was das für Läufer aller Leistungsstufen bedeutet

Die Ergebnisse sind nicht nur für Spitzensportler von Bedeutung, die historische Rekorde anstreben, sondern auch für Freizeitläufer. Dies wird durch die Studie bestätigt:

• Gemeinsam laufen: Wer in der Gruppe bleibt, profitiert vom Windschatten und spart Energie.
• Hintereinander statt nebeneinander: Eine Reihenformation reduziert den Luftwiderstand für alle Beteiligten.
• Kräfte einteilen: Längeres Laufen in der Gruppe schont die Reserven für die entscheidende Schlussphase.

Für Hobbyläufer bedeutet das ganz konkret: Sie können ihr Tempo länger stabil halten, das Rennen kontrollierter einteilen – und am Ende noch einmal beschleunigen.

Über die Studie

Die Studie unter Leitung von Professor Bert Blocken von der Heriot‑Watt University ist die erste, die die Aerodynamik von Marathonläufergruppen mit bis zu 45 Athleten simuliert und experimentell überprüft. Mit der Simulations‑ und Analysesoftware von Synopsys untersuchte das Team mehr als 24 unterschiedliche Laufformationen. Dazu zählten variierende Abstände, seitliche Anordnungen, gemischte Gruppen aus Frauen und Männern sowie versetzte Aufstellungen. Um die Nähe zur Praxis zu gewährleisten, überprüfte das Team die Simulationen mit Windkanaltests an zwei unabhängigen Standorten. So sollten die berechneten Strömungsmuster reale Laufbedingungen möglichst exakt abbilden.

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