Geschüttelt, nicht gerührt

KAPITEL 1

007 IN TÖDLICHER MISSION – VERFOLGUNGSJAGDEN

Kein James-Bond-Film vergeht ohne atemberaubende Verfolgungsjagden. Ob 007 der Gejagte oder der Jäger ist, spielt kaum eine Rolle, denn immer erreicht er sein Ziel, wie es sich für einen Top-Agenten im Geheimdienst Ihrer Majestät gehört. Dank neuer Wunderwaffen aus Qs Labor, einem schicken neuen Auto mit diversen Extras oder seinem schier unerschöpflichen Einfallreichtum ist James Bond am Ende immer der Sieger. Aufwendige Verfolgungsjagden sind natürlich ein wesentliches Element der James-Bond-Filme. Die spektakulären Szenen, die dabei immer wieder zu sehen sind und wie Zauberei anmuten, können aber meistens mit ganz banaler Physik erklärt werden.

Alle in diesem Kapitel diskutierten Szenen basieren auf der klassischen Mechanik, mit der die meisten unserer Alltagsphänomene erklärt werden können. Isaac Newton leitete im Jahr 1687 mit dem Aufstellen der drei Newtonschen Axiome1, die die Basis der klassischen Mechanik darstellen, die industrielle Revolution ein. Im Prinzip könnten alle Phänomene bei Verfolgungsjagden auf diese drei Axiome zurückgeführt werden. Da dies oft recht mühsam ist, greifen wir häufig zugunsten der Klarheit auf eine allgemeine Erklärung zurück.

1.1 James Bond (Daniel Craig) verfolgt in Casino Royale den Bombenleger Mollaka.  [2]

Wir analysieren also zum Beispiel die Verfolgungsjagd auf dem Kran zu Beginn von Casino Royale. Scheinbar leichtfüßig läuft Bond senkrecht an Eisenträgern hoch und springt aus großer Höhe in die Tiefe. Für den Betrachter wirkt das alles kinderleicht, James Bond muss sich weder groß anstrengen noch verletzt er sich. Oder der waghalsige Bungee-Sprung vom Staudamm, den James Bond in Golden Eye vollführt. Ist dieser Sprung wirklich echt? Eine der spektakulärsten Szenen zum Thema freier Fall ist sicher die Szene aus Moonraker, bei der Bond ohne Fallschirm aus einem Flugzeug gestoßen wird und dann in der Luft dem vor ihm fliegenden Bösewicht den Fallschirm abnimmt. Diese Szene wurde aus mehr als 90 Einzelszenen zusammengesetzt. Doch hätte sie rein prinzipiell auch exakt so, wie sie im Film zu sehen ist, passieren können? Ebenfalls spektakulär ist die Verfolgungsszene aus Der Mann mit dem goldenen Colt, in der James Bond und der etwas übergewichtige Polizist Nepomuk Pepper in einem Auto den Bösewicht Scaramanga verfolgen, der sich gerade auf der anderen Seite eines Flusses befindet. James Bond nutzt eine eingestürzte Brücke als Rampe, um mit dem Auto über den Fluss zu springen. Die Rampe ist allerdings etwas verdreht, sodass sich das Auto in der Luft einmal um die eigene Achse bewegt. Funktioniert dieser Spiralsprung überhaupt? Und wenn ja, könnte im Prinzip jeder einen solchen Sprung mit seinem Auto wagen? Der letzte Abschnitt dieses Kapitels zeigt den Top-Agenten bei einer Szene aus dem Film Diamantenfieber, in der er seinen Verfolgern dadurch entkommt, dass er sein Auto auf zwei Räder stellt und so durch eine sehr enge Gasse verschwinden kann. Außerdem entdecken wir hier eine mögliche Erklärung für einen peinlichen Filmfehler …

Die körperlichen Belastungen eines Geheimagenten

In Casino Royale sieht sich James Bond einer neuen Herausforderung gegenübergestellt. Nachdem die unauffällige Beschattung des Bombenlegers Mollaka2 missglückt, muss er Kopf und Kragen riskieren, um den flüchtigen Verbrecher in Madagaskar zu stellen. Die Verfolgungsjagd führt die beiden Kontrahenten auf eine Großbaustelle und in die Botschaft des fiktiven Lands Nambutu, in der 007 den Flüchtigen dann letztendlich einholen kann. Das einzige Problem: James Bond muss dieses Mal auf sämtliche Accessoires seines Agentendaseins verzichten und seinen Gegner zu Fuß verfolgen. Dies stellt sich als gar nicht so leicht heraus, denn Mollaka gelingt es mit spektakulären Sprüngen und akrobatischen Tricks, den Abstand zu seinem Verfolger zu vergrößern. Schnell stellt sich die Frage: Sind diese todesmutigen Einlagen physikalisch überhaupt möglich? Ist der menschliche Körper in der Lage, die dabei auftretenden Belastungen zu ertragen?

1.2 James Bond kann auf eine Baustelle gelangen, indem er den Ausleger eines Autokrans hinaufläuft. Im Bild eingezeichnet sind die Höhe h und die Länge l des Auslegers sowie die parallele und die senkrechte Kraftkomponente seiner Gewichtskraft.  [3]

Ein Großteil der Verfolgungsjagd findet auf der sehr betriebsamen Baustelle statt. Um jedoch erst einmal auf das Baugerüst zu gelangen, wählt James Bond den Weg über den Ausleger eines Autokrans (siehe Abbildung 1.2). Er läuft diesen in aufrechter Haltung hinauf und springt am Ende an das Treppengeländer des Gerüstes. Anhand der Anzahl der Stockwerke des Gebäudes und der anzunehmenden durchschnittlichen Stockwerkshöhe lässt sich die Höhe des Kranauslegers auf etwa 16 Meter schätzen. Der Anstellwinkel des Auslegers lässt sich nicht so leicht bestimmen. Hier muss berücksichtigt werden, dass Szenen oftmals perspektivisch verzerrt zu sehen sind. Um den Winkel dennoch mit ausreichender Genauigkeit zu ermitteln, wählt man eine Einstellung, bei der die Kamera fast senkrecht zur Laufrichtung von James Bond aufgestellt ist. Dadurch gelingt es, den Anstellwinkel mit etwa 40 Grad zu bestimmen. Jetzt ist es einfach zu berechnen, dass 007 eine Strecke von 25 Metern zurücklegen muss. Es gibt jedoch noch eine andere Möglichkeit, die Laufstrecke zu ermitteln. James Bond benötigt zwölf Sekunden, um den Kran hinaufzulaufen und macht mit einer Schrittspanne von etwa 60 Zentimetern ungefähr 3,5 Schritte pro Sekunde. Eine kurze Rechnung ergibt auch hier für den Kranausleger eine Länge von 25 Metern. Interessant für die physikalische Betrachtung ist nun der Haftreibungskoeffizient zwischen den Schuhen des Top-Agenten und der Oberfläche des Krans. Dieser beschreibt die Stärke der mechanischen Haftung seiner Schuhe auf der Oberfläche des Krans.3 Allgemein hängt das Haftvermögen auf einer schiefen Ebene vom Haftreibungskoeffizienten und dem Anstellwinkel ab. Je steiler der Anstellwinkel, desto größer muss der Haftreibungskoeffizient sein. Das ist in Abbildung 1.3 illustriert.

1.3 Verlauf des minimalen Haftreibungskoeffizienten µ in Abhängigkeit vom Anstellwinkel des Kranauslegers. Das kleine Bild ist ein Ausschnitt des Winkelbereichs bis 45 Grad. Für Winkel nahe 90 Grad (also eine senkrechte Wand) steigt der Haftreibungskoeffizient ins Unendliche. Die meisten Haftreibungskoeffizienten liegen zwischen 0 und 1, sodass Steigungen von maximal 45 Grad aufrecht gehend erklommen werden können. Übliche Werte sind: Holz auf Stein 0,7; Leder auf Metall 0,4; Ski auf Schnee 0,2 und Autoreifen auf Asphalt 0,8.

Der zum Laufen auf der Schräge notwendige minimale Haftreibungskoeffizient kann also einfach berechnet werden. Es stellt sich heraus, dass dieser bei Zahlenwerten liegen muss, die denen von Autoreifen auf Asphalt nahekommen. Erfüllen die Schuhe des Geheimagenten, die sicherlich von Qs Abteilung entwickelt wurden, diese notwendige Bedingung, dann sollte ihm die Verfolgung von Mollaka über den Ausleger des Krans keine weiteren Probleme bereiten.

James Bonds analytisches Verständnis geht jedoch noch weit über diese recht einfachen Berechnungen hinaus. Schnell erkennt er, dass die Arbeiter auf der Baustelle – wohl aus Wartungsgründen – drei Bahnen handelsüblicher Dachpappe auf die Oberfläche des Auslegers geklebt haben. Normalerweise wird diese mit Bitumen getränkte Pappe, der grobkörniger Sand beigemischt ist, als Feuchtigkeitssperre in Dachstühlen verwendet. Aufgrund ihrer Zusammensetzung erhöht sich der Haftreibungskoeffizient deutlich und macht das Laufen auf dem Kran zu einer für einen Top-Agenten eher einfachen Übung. In der Filmszene ist diese Dachpappe zur Erhöhung der Haftreibung auf der Oberfläche des Kranauslegers deutlich zu erkennen.

In der nächsten Szene klettern zuerst Mollaka und kurz darauf auch James Bond einen senkrecht stehenden Doppel-T-Träger4 von knapp drei Metern Länge mit atemberaubender Geschwindigkeit und Leichtigkeit hinauf. Im ersten Moment könnte einem diese Art der Fortbewegung, wenn nicht als unmöglich, so zumindest als sehr schwer durchführbar vorkommen. Man tendiert dazu zu glauben, dass andere Varianten, das Hindernis zu überwinden, sinnvoller und realistischer wären. James Bond hingegen ist offenbar sofort klar, dass es sich bei dieser Klettervariante lediglich um einen Spezialfall des Laufens auf der schiefen Ebene handelt, welches er ja bereits – wie eben gesehen – perfekt beherrscht.

Ein senkrecht stehender Träger entspricht also folglich einem Anstellwinkel von 90 Grad, was einen unendlich großen Haftreibungskoeffizienten notwendig macht (siehe Abbildung 1.3). Allerdings wird jetzt auch, im Gegensatz zum Laufen auf der schiefen Ebene, eine Haltekraft ausgeübt.

Der nun interessierende Winkel ist nicht der Winkel zwischen der begehbaren Oberfläche und der Erdoberfläche, wie aus der obigen Betrachtung zur Physik der schiefen Ebene gefolgert werden könnte, sondern der Winkel zwischen der Richtung der beim Klettern wirkenden Kraft und der Senkrechten zur Oberfläche. Vereinfacht man die Situation, dann ergibt sich für den statischen Fall, also das bloße Festhalten am Träger, das rechte Bild in Abbildung 1.4.