Oberstdorf ist eigentlich ein Örtchen wie so viele entlang der Alpen: malerisch gelegen, touristisch perfekt erschlossen und vor allem im Winter von Freunden des Skisports überlaufen. Dass der Name dennoch einen einzigartigen Klang hat, liegt an zwei monumentalen Bauwerken und seinen tollkühnen Benutzern.
Wenn der Name fällt, dann denken die meisten Menschen nicht an die alpinen Skigebiete von Nebelhorn, Söllereck oder Fellhorn. Oder daran, dass Oberstdorf die südlichste Gemeinde Deutschlands ist, mit Zugang zu diversen Hochtälern und damit ein Eldorado für Bergsteiger. Sondern an die beiden Skisprunganlagen oberhalb des Orts, die alljährlich zum Mekka der Skispringer und -flieger werden.
Schattenspringer
Bereits seit 1909 gab es in Oberstdorf eine Skisprunganlage. Doch die Anlage war nicht optimal platziert, die Schanze wurde von der Sonne beschienen, damit der Schnee auf dem künstlichen Gebilde zu schnell weich. Also machte man sich nach einigen Jahren an den Neubau auf einem Berg, der schon dem Namen nach besser geeignet war: dem Schattenberg. 1926 fand auf der neu errichteten Schattenbergschanze das erste Skispringen statt. 35 Meter betrug damals die Siegerweite. Eine Leistung, die ob der damaligen Ausrüstung zwar Respekt abverlangt, aber für Dr. Sören Müller heute eine absolute Katastrophe wäre. Der promovierte Sportwissenschaftler betreut mit seinem Team vom Institut für Angewandte Trainingswissenschaft (IAT) die deutschen Skispringerinnen und -springer sowie die Nordischen Kombinierer.
Wir sind an der Audi Arena mit ihrer Normal- und der Großschanze. Statt Schneebergen bedeckt feiner Saharastaub die Gegend. Auch an der Groß- und Normalschanze, an der wir Dr. Müller treffen, kämpfen nur noch einige Reste weißer Pracht gegen die Frühlingssonne. Noch herrscht hier fast Totenstille, während wenige Kilometer entfernt hektische Betriebsamkeit ausgebrochen ist. Die Elite der Skiflieger trifft sich an der Heini-Klopfer-Skiflugschanze. Doch hier, am östlichen Ortsrand von Oberstdorf, ist nur das Team des IAT damit beschäftigt, ihr festinstalliertes Analysesystem zu kontrollieren. „Wir werden nachher noch an die Skiflugschanze fahren und das mobile System aufbauen“, steckt Dr. Müller den Zeitrahmen fest.
Panoramablick
An der Großschanze wurde feste Technik installiert, so dass die mobile Einheit im Kofferraum bleibt. Direkt neben ihr befindet sich die Normalschanze, die von drei Kinder- und Jugendschanzen ergänzt wird. Wenn die Springer auf der Schanze ihre Skier in die vereisten Sprungloipen einfädeln, haben sie einen imponierenden Blick auf Oberstdorf. Oder einen beängstigenden, je nach Veranlagung.
„Die Springer sehen nur die Schanze bis zum Schanzentisch. Alles, was danach kommt, können sie nicht sehen“, beschreibt Dr. Müller den für Skispringer typischen Blickwinkel. Ein wenig verrückt muss man schon sein, um sich das zu trauen, oder? Müller grinst: „Naja, wenn man damit groß wird.“ Skispringen ist ein merkwürdiger Sport. Es gibt in Deutschland nur rund 1000 Menschen, die sich damit beschäftigen, ob als Aktive, Trainer oder Betreuer. Und es ist ein reiner Leistungs- und Wettkampfsport. Mit etwa Ende 20 ist der Spaß meist schon vorbei, dann ist der Leistungszenit erreicht. Und zum Breitensport eignet sich Skispringen nicht. „Das macht keiner. Wer damit aufhört, der springt den Rest seines Lebens nicht mehr.“
Sprung ins Blaue
Die Weite eines Sprungs wird von der Kante des Schanzentisches bis zum Punkt der Landung gemessen. Die Anlaufgeschwindigkeit liegt in Oberstdorf bei rund 90 km/h auf der Großschanze, die Springer sind rund fünf Sekunden in der Luft. Abgesehen vom Aufbau der Schanze spielt die Körper- und Skihaltung des Athleten eine entscheidende Rolle. Stimmt die Mischung aus Wind, Auftrieb und Luftwiderstand, dann sind die imposanten Weiten möglich. Hier beginnt die technische Herausforderung, um Trainer und Sportler mit Videoaufnahmen und objektiven Daten so zu unterstützen, dass eine Optimierung der Sprungleistung möglich ist. Diese Unterstützung ist notwendig, da der Skispringer selbst seine Körperhaltung nicht sieht und der Trainer nur an einem Punkt neben der Schanze steht und damit kein umfassendes Bild über die gesamte Flugdauer erhält.
Für die Optimierung sind im besten Fall Videoaufnahmen von allen Phasen des Sprungs wünschenswert. Daher wurden an den Schanzen in Oberstdorf acht beziehungsweise elf Kameras in Flugbahnhöhe in engen Abständen zueinander installiert. Die Kameras müssen parallel zum Springer montiert sein.
Dr. Sören Müller ist schon seit Jahren am IAT und hier Fachgruppenleiter Skispringen/Nordische Kombination im Fachbereich Kraft-Technik. Das 1992 gegründete Wissenschaftsinstitut fungiert als zentrale Forschungseinheit des deutschen Spitzen- und Nachwuchsleistungssports mit Sitz in Leipzig. Es unterstützt neben den skibewehrten Weitspringern weitere rund 1000 Sportler mit ihren Trainern aus 19 Sommer- und sechs Wintersportarten. Die etwa 120 Mitarbeitenden zielen mit ihrer prozessbegleitenden Trainings- und Wettkampfforschung darauf ab, die Leistungspotenziale der deutschen Spitzensportler zu optimieren. Zu diesem Zweck entwickeln sie unter anderem Mess- und Informationssysteme.
Um den Skispringern zu mehr Weite zu verhelfen, stellte sich das Team von Dr. Müller ein Videoanalysesystem vor. Dieses sollte Geschwindigkeitsmessungen und Aufnahmen aller relevanten Phasen eines Skisprungs vornehmen können. Ziel war es, den Trainern und Athleten sofort nach dem Sprung über ein Infosystem Videos zur Verfügung zu stellen. Damit sollte das Training effektiv unterstützt werden. Außerdem sollten sich mit den Aufnahmen biomechanische Analysen zur Körper- und Skihaltung in Form von Anstellwinkeln zur Flugbahn ermitteln lassen.
Besser filmen – weiter fliegen
Als Technologiepartner kam die ccc software gmbh aus Leipzig ins Spiel. Als mittelständischer IT-Dienstleister und Software-Entwickler erarbeitet ccc software seit 1990 moderne Konzepte und Software-Produkte für verschiedene Branchen. Im Hochleistungssport werden beispielsweise Plattformen und Videosysteme zur Trainingsoptimierung und Wettkampfsteuerung angeboten. Die entsprechenden Multikamerasysteme sind jeweils auf die individuellen Anforderungen der Kunden zugeschnitten.
Entwickelt wurden Lösungen für den stationären Einbau, aber auch eine mobile Einheit. Der Trainer oder Sportwissenschaftler steht in diesem Szenario mit einem Laptop an der Schanze. Nachdem er dem Sportler die Freigabe zum Sprung erteilt hat, startet die Kameraaufnahme bei der Durchfahrt des Springers durch eine Lichtschranke. Nach Ende des Sprungs wird die Videoaufnahme automatisch beendet und auf einem Server gespeichert. Der Trainer/Sportwissenschaftler erhält dann nach etwa 20 Sekunden einen automatischen Zusammenschnitt der seitlichen Perspektiven als Bildreihe oder Quasi-Video. Er ist somit zeitnah über den Sprungverlauf informiert und kann dem Athleten sofort ein Feedback geben.
Die Herausforderung bei einer solchen Lösung besteht unter anderem in der sehr kurzen Signaldauer. Die seitlich der Abfahrtspur und Flugphase installierten Kameras müssen schließlich rechtzeitig auslösen. Der Springer rauscht mit 90 bis 100 Stundenkilometern durch Spur und Sprung. Zur Erkennung der Signale ist es daher zwingend notwendig, dass die Zykluszeiten der Steuerung weniger als 0,5 Millisekunden betragen. Die Kommunikationszeit zwischen Lichtschranke und Steuerung erweist sich als entscheidend, denn der Sportler ist nur sehr kurz im Bild. Die Kamera muss also unverzüglich auslösen, damit im Anschluss ein sinnvoller Zusammenschnitt der Videosequenzen möglich ist.
Und darüber hinaus kommt der Wetterfestigkeit eine große Bedeutung zu. Das Steuerungssystem muss deshalb der Schutzklasse IP68 entsprechen und gegen Kälte resistent sein. Die Steuerung und sämtliche anderen Komponenten sollen auch bei einer Temperatur von -20 Grad Celsius zuverlässig funktionieren.
Skisport mit Steuerung
Anhand der beschriebenen Rahmenbedingungen haben sich die Verantwortlichen für eine PLCnext Control entschieden. Ergänzend zur schnellen Zykluszeit hat der erweiterte Temperaturbereich von -25 Grad Celsius bis 60 Grad Celsius die Verantwortlichen überzeugt. Rechts an die Steuerung erkennt man im Schaltkasten ein Axioline F-Modul mit 16 digitalen Eingängen, um die von den Kameras weitergeleiteten Daten aufzunehmen und an die Steuerung weiterzuleiten. Verdrahtet werden die einzelnen Komponenten mit der werkzeuglosen Push-in-Anschlusstechnik.
Die Sportwissenschaftler haben zusammen mit der Universität Augsburg zudem eine KI entwickelt. Die macht es möglich, die Fluganalyse automatisiert erfolgen zu lassen, um so sehr schnell die entscheidenden Winkel von Körper und Ski zur Flugbahn ermitteln und darstellen zu können. Mit diesen Analysen ist es Trainern und Aktiven möglich, ihre Technik genau unter die Lupe zu nehmen und an den Details, die über Sieg oder Niederlage entscheiden, zu feilen.
Genug der Worte und Erklärungen, es wird ernst. Und zwar für den Wissenschaftler. Schließlich startet gleich der Skiflugwettbewerb auf der Heini-Klopfer-Skiflugschanze. Und dort werden Dr. Müller, seine Mitarbeitenden und seine mobile Mess- und Analyselösung, die sich in einem sogar beheizbaren Koffer befindet, schon sehnsüchtig erwartet. Den schnappt sich Dr. Sören Müller jetzt, schmunzelt über unsere Begeisterung für Kulisse und Kontakt und signalisiert: Ab jetzt gibt der Zeitplan der Athleten wieder den Takt vor.
