Federn für die Flugsicherheit

Ein Besuch im Feather Identification Lab am National Museum of Natural History in Washington DC

Von Joachim Budde

© 2017 Joachim Budde Jim Whatton betrachtet einen Plastikbeutel mit Federn. Die größten sind grau, kleinere braun und rosa.

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Die Katastrophe ereignete sich eine halbe Stunde vor Sonnenuntergang: Als am 4. Oktober 1960 um 17.40 Uhr das Flugzeug der Eastern Airlines mit der Flugnummer 375 von Runway 9 des Logan Airports in Boston, Massachusetts, abhob, blieb es nur Sekunden in der Luft. Gerade als die Piloten das Fahrwerk einfuhren, blitzte – so sah es eine Augenzeugin – das äußerste linke Triebwerk auf. Motor eins fiel vollständig aus, und auch die Motoren zwei und vier hatten Aussetzer. Die viermotorige Propellermaschine vom Typ Lockheed Electra neigte sich nach links, verlor so sehr an Geschwindigkeit, dass der Luftstrom abriss, und stürzte aus 40 Metern Höhe mit der Schnauze voran nahezu senkrecht ab. Nur zehn der 72 Insassen überlebten den Crash, schreibt Michael Kalafatas in seinem Buch „Bird Strike“.

Eine intensive Suche nach den Ursachen begann, doch schon als Flughafenmitarbeiter am nächsten Morgen mehr als hundert tote Stare auf Runway 9 fanden, fiel der Verdacht auf die kleinen Vögel mit den weißen Federspitzen, die das schwarze Kleid der Tiere wie den nächtlichen Sternenhimmel aussehen lassen. Auch in den Triebwerken fanden Techniker später Federn. Um die Vögel sicher bestimmen zu lassen, schickten die Experten sie nach Washington DC zum National Museum of Natural History (NMNH), dem größten Naturkundemuseum der USA. Dort untersuchte die Ornithologin Roxie Laybourne die verkohlten Federn und bestätigte: Stare hatten das Flugzeug zum Absturz gebracht.

Für die Vogelkundlerin gab der Flugzeugabsturz den Anstoß zu einem Großprojekt: Sie gründete das Feather Identification Laboratory am NMNH und damit einen völlig neuen Zweig ihrer Wissenschaft: die forensische Ornithologie. Jim Whatton, einer von vier Wissenschaftlern, die heute in der Institution arbeiten, sagt: „Dieser Fall war die Initialzündung für unsere Arbeit. Seitdem sind wir stetig gewachsen.“

Balg eines euopäischen Stares auf dem Rücken. Das schwarze Gefieder hat einen grünlichen Schimmer, an der Brust einen rötlichen. Das Schwarz ist durchsetzt von weißen Flecken der Federnspitzen. Ein Flügel ist abgespreizt und zeigt die hellbraune Unterseite.
Mit Staren aus Europa wie diesem begann die Arbeit am Feather Identification Lab. Ein Schwarm der Tiere brachte am 4. Oktober 1960 in Boston ein Flugzeug zum Absturz. Erst 70 Jahre zuvor hatte ein New Yorker solche Vögel in die Vereinigten Staaten gebracht.
© 2017 Joachim Budde

Der Mittdreißiger – kurzer Vollbart, blau-weiß kariertes Hemd – beginnt seinen Arbeitstag damit, die Post zu öffnen. Er zieht Formulare und kleine Plastiktüten aus den Umschlägen. 9000 solcher Briefe bearbeiten seine Kolleginnen und er jedes Jahr. Viele kommen aus den USA, aber auch von Militärbasen rund um den Globus schicken Flughafenmitarbeiter hierher, was von Vögeln übrig bleibt, die mit einem Flugzeug zusammenstoßen.

Eine Schmierspur als einziger Überrest

Das ist oft nur sehr wenig, wie an diesem Tag ein Brief von der Airforce-Basis in Dover im US-Bundesstaat Delaware zeigt: Der Plastikbeutel enthält Federstückchen und einen Wattebausch mit etwas schwarzem Schmier. Auf dem Formular, das auch im Kuvert steckt, haben die Airforce-Mitarbeiter zusammengefasst, was sie über den Zusammenstoß wissen: Datum, Ort, Zeit und die Stelle, wo der Vogel das Flugzeug getroffen hat. In diesem Fall in der Nähe von Triebwerk drei. Die spärlichen Spuren seien zu mickrig, um den Vogel per Vergleich bestimmen zu können, sagt Jim Whatton: „Die kommen auf den DNA-Stapel“.

Die tatsächliche Zahl von Kollisionen zwischen Vögeln und Flugzeugen dürfte höher liegen als die 9000 Fälle, die inzwischen jährlich über Jim Whattons Schreibtisch gehen. Denn nur die militärischen Flughäfen der USA sind verpflichtet, Vogelschlag von dem Federnlabor untersuchen zu lassen. Bei der zivilen Luftfahrt ist das anders – obwohl das Feather Identification Lab sowohl Kooperationsverträge mit der Airforce und der Navy als auch der zivilen US-Luftfahrtbehörde Federal Aviation Administration (FAA) abgeschlossen hat.

Was sicher ist: Die Zahl der gemeldeten Fälle steigt, zwischen 1990 und 2015 hat sich die absolute Anzahl versiebenfacht. Zwar stürzen immer noch Flugzeuge ab, weil sie Vögeln zu nahe gekommen sind, aber die meisten Fälle von Vogelschlag verlaufen zum Glück glimpflich, sagt Jim Whatton: „Dann gleitet der Vogel lediglich am Flugzeug ab und hinterlässt etwas Blut und ein paar Federn.“ „Snarge“ haben die Ornithologen den schwarzen Schmier, den Techniker mit Alkohol vom Flugzeug gewischt haben, ganz lautmalerisch getauft: Das Wort sei eine Kombination aus Snot und Garbage, also Rotz und Überresten. „Wir analysieren ihn per DNA-Barcoding.“

Suche in den feinsten Strukturen

Das ist die neuste von drei Methoden, die Roxie Labourne und ihre Nachfolgerinnen Carla Dove, die das Labor heute leitet, im Feather Identification Lab zum Einsatz bringen. Dabei bestimmen Molekularbiologen eine Tierart anhand einzelner Gene, die für diese eine Art typisch sind. Auf diese Weise identifizieren Jim Whatton und seine Kolleginnen die meisten Vögel. Platten mit 96 Proben bearbeitet der Sequenzierautomat in einem einzigen Arbeitsgang. Alle paar Tage kommt eine solche Platte zusammen.

Es gibt allerdings Fälle, in denen nicht einmal mehr das funktioniert, etwa weil sich die genetischen Fingerabdrücke nahe verwandter Vogelarten zu ähnlich sind. Dann schauen sich die Ornithologen die Federn unter dem Mikroskop an, eine Methode, die ebenfalls Roxie Laybourne etabliert hat. „Sie hat erforscht, wie wir Vogelgruppen mithilfe der Mikrostruktur des flaumigen Teils der Federn eingrenzen können“, sagt Whatton. Unter dem Mikroskop betrachten die Vogelexperten einzelne Federäste und -strahlen, also die feinsten Strukturen der Federn. Bei vielen Vogelarten sind die Verzweigungen und die Pigmentierung einmalig. Anhand dieser Unterschiede können die Federnexperten ermitteln, von welcher Art eine Feder stammt. „Wir sind das einzige Labor auf der Welt, das Vögel nach Kollisionen auf diese Weise identifiziert“, sagt Jim Whatton.

Doch das sind die schwierigen Fälle. Schneller geht es, wenn die Federnforscher gute Proben bekommen. Dann können sie die Federn mit Vogelbälgen in der riesigen Sammlung des Museums vergleichen. So wie beim nächsten Brief, aus Connecticut. Eine ganze Auswahl an Federn steckt darin: ein paar große Federn vom Schwanz ebenso wie winzige vom Torso. „Hier haben wir richtig schönes Material bekommen. Das vergleichen wir mit Vögeln aus unserer Sammlung, und die Leute kriegen ihre Identifizierung noch heute.“


Jim Whatton, kurze braune Haare und Vollbart, blaues Hemd mit weißen Karos, steht vor einem weißen Tisch, auf dem eine Lade mit sechs Vogelbälgen liegt. Sie enthält Tauben. Er hält eine Trauertaube in der Hand und vergleicht ihre Federn mit einer Schwanzfeder, um sie zu bestimmen.
Jim Whatton hat den richtigen Vogel gefunden: Die Federn aus der Post passen zu einer Trauertaube.
© 2017 Joachim Budde
Jim Whatton, kurze braune Haare und Vollbart, blaues Hemd mit weißen Karos, steht vor einem weißen Tisch, auf dem zwei Laden mit je sechs Vogelbälgen liegen. Die eine Lade enthält Greifvögel, die andere Tauben. Er hält eine Trauertaube in der Hand und vergleicht ihre Federn mit Material, das er per Post bekommen hat.
Jim Whatton hat den richtigen Vogel gefunden: Die Federn aus der Post passen zu einer Trauertaube.
© 2017 Joachim Budde

Mit den Briefen für die Sammlung in der Hand geht Jim Whatton einmal quer durch das Museum. Lange Gänge führen in einen großen Saal. Tausende tote Vögel lagern dort in schulterhohen schmutzig-weißen Quadern. Die Schränke sind in zwei Etagen übereinander gestapelt. Nach ein paar Reihen öffnet sich das Labyrinth und macht Platz für einen großen Tisch. Der Vogelkundler schaltet die Tageslichtleuchte ein und breitet seine Proben aus. „Dann beginnen wir mal mit der Untersuchung.“ Bei dem Vogel aus Connecticut hat er schon eine Idee. Er steigt eine Rollleiter hinauf, öffnet einen der oberen Blechschränke und bringt eine Lade mit etwa einem Dutzend Vögeln an den Tisch – allesamt Tauben.

Die Vogelpräparate, mit denen Jim Whatton arbeitet, sehen ganz anders aus als die prächtigen ausgestopften Tiere mit leuchtenden Glasaugen in der öffentlichen Ausstellung. Die Besucher bekommen meisterlich präparierte Tiere mit glänzenden schwarzen Augen zu sehen, die wie in einer echten Situation eingefroren scheinen: auf einem Ast, beim Landen oder im Nest. Jim Whatton benutzt einfache Bälge, mit Baumwolle gefüllt, die durch die Öffnungen der Augen herausscheint. Ein Flügel ist immer abgespreizt, damit die Ornithologen auch die Flugfedern gut erkennen können. Jim Whatton zieht ein paar graue Federn aus dem Plastikbeutel und hält sie an den Schwanz einer Trauertaube – Treffer. Die kleinen purpur schimmernden Federn findet er am Bauch des Vogels, die winzigen pfirsichfarbenen an ihrer Brust. „Das genügt uns“, sagt er. „Wenn mehrere Federn passen, wissen wir: Es kann nur dieser Vogel sein.“

Viele Flughäfen werden in Feuchtgebieten gebaut

Doch auch bei exotischeren Federn findet Jim Whatton so gut wie immer den Vogel, zu dem sie gehören. Die Sammlung des Washingtoner Naturkundemuseums umfasst mehr als 600.000 Exemplare und deckt 80 Prozent der Vogelarten der Erde ab. „In welchem Winkel der Welt auch immer ein Vogel ein Flugzeug trifft – wir haben ihn wahrscheinlich in unserer Sammlung.“

Meist kann er sich das Suchen aber sparen: „Wir kriegen immer wieder die üblichen Verdächtigen“, sagt Jim Whatton: Offenlandarten, die Grasland lieben. Das leuchtet ein, denn es sind solche Biotope, denen Flughäfen mit ihren großen Flächen ohne Busch und Baum ähneln. Darum haben die Federnexperten immer wieder Proben von Ohrenlerchen, Buntfalken, Lerchenstärlingen oder eben Trauertauben in der Post. Viele Flughäfen liegen zudem außerhalb der Städte häufig an einem Gewässer oder wurden in Feuchtgebieten gebaut. Dann sind Wasservögel häufig. Der John-F.-Kennedy-Flughafen in New York City – Nummer vier unter den betriebsamsten Airports der USA – liegt in einem solchen Gebiet. Im New Yorker Stadtteil Queens rückt die Bebauung dem Flughafen immer näher, das drängt Vögel und andere Tiere auf die offenen Flächen. Außerdem liegen vier Müllkippen in direkter Umgebung des JFK. Auch sie ziehen Vögel scharenweise an. Die Gefahr von Vogelschlag wird also eher größer als kleiner.

Welchen Sinn hat da die Arbeit des Feather Identification Lab? Was nützt es zu wissen, welche Art genau im Triebwerk gelandet ist? Erstaunlich viel. Die Wissenschaftler liefern nicht nur forensische Informationen wie bei der Aufklärung eines Verbrechens, das man nicht mehr rückgängig machen kann. Sie geben der zivilen und militärischen Luftfahrt vor allem auch Hinweise, wie sich künftige Unglücke verhindern lassen – durch neue Flugzeugtechnik, durch aktives Management der Vogelpopulationen an Flughäfen und durch vorbeugende Landschaftsgestaltung.

Roxie Laybournes Identifikation der Stare nach dem schweren Flugzeugabsturz in Bosten 1960 etwa hat dafür gesorgt, dass Triebwerkshersteller die Turbinenschaufeln verstärkten. Außerdem müssen Maschinenbauer sicherstellen, dass ihre Triebwerke nicht einmal explodieren, wenn gleich mehrere größere Vögel hineingeraten. Die Airforce hat aufgrund der Informationen aus dem NMNH ihren F-16 Kampfjets ein neues gläsernes Kabinendach verpasst, das die Gefahr von Vogelschlag verringert. Doch der technische Fortschritt hat auch Schattenseiten: Der Trend geht zu Flugzeugen mit zwei Triebwerken. Das macht sie sparsamer und sie benötigen weniger Wartung, gleichzeitig verschwinden aber Sicherheitsreserven. Die Triebwerke werden außerdem immer leiser. Das freut die Menschen in den Einflugschneisen, Vögel jedoch bemerken die Flugzeuge später. Ihnen bleibt weniger Zeit zu fliehen.

Mit dem Radar auf Suche nach Schwärmen

Auch für die Flughäfen sind die Informationen aus dem Speziallabor in Washington wichtig. Die Daten zeigen, welche Vogelarten Flugzeugen bei Start oder Landung zu nahe gekommen sind. Zu Zeiten des Vogelzugs können die Verantwortlichen zum Beispiel Start- und Landezeiten verschieben. Sie können jedoch noch mehr unternehmen, sagt Jim Whatton: „Die erste und beste Maßnahme ist Habitatveränderung, sodass Brutplätze, Futterplätze oder Beutetiere verschwinden.“ Dazu gehört es, Nager zu vertreiben, Müll zu entfernen und Büsche zu roden.Viele Flughäfen in den USA beschäftigen inzwischen Wildtierbiologen, um Vögeln auf und um den Flughafen das Leben schwer zu machen. Denn spätestens seit Kanadagänse an einer Concorde von Air France im Landeanflug auf den John-F.-Kennedy-Flughafen einen Schaden von neun Millionen Dollar anrichteten und die französische Flugaufsicht den Flughafen auf Schadenersatz verklagte (man einigte sich außergerichtlich), können Airports in den USA Vogelschlag nicht mehr als gottgegeben abtun.

Jetzt setzen die Flughäfen Technik ein: Der Logan-Airport in Boston ist inzwischen zum Beispiel mit einem Vogelradar ausgestattet. Die Anlagen sollen sogar Vögel von der Größe eines Stars in bis zu acht Kilometern Entfernung erfassen können. Es fällt allerdings noch schwer, Vogelschwärme von Regenschauern zu unterscheiden. Andere Flughäfen setzen kleine Drohnen ein, die wie Falken aussehen und sich sogar per Flügelschlag bewegen, um Vögel zu verscheuchen. Wieder andere feuern dazu regelmäßig Schüsse ab oder schicken Hundepatrouillen los. In Israel haben Ornithologen, Luftwaffe und Flugsicherung ein Zentrum zur Vermeidung von Vogelschlag gegründet, um Zugvögel und Flugverkehr voneinander fernzuhalten. All das sind große Verbesserungen für die Vögel, denn viele Jahrzehnte lang haben Scharfschützen Vögel auf und um Flughäfen auch in den Vereinigten Staaten abgeschossen. Manche amerikanische Airports fingen hunderte Gänse ein und keulten sie.

Der Balg einer Trauertaube. Das Tier liegt auf dem Rücken. Die grauen Flügel sind abgespreizt, der Körper ist rosa-braun, der Schnabel schwarz. Durch die Augenöffnungen sieht man die Watte, mit der das Tier ausgestopft ist.
Der Balg einer Trauertaube. Die Flügel sind abgespreizt, damit die Ornithologen sie leichter mit Federn vergleichen können, die sie von Flughäfen auf der ganzen Welt erhalten.
© 2017 Joachim Budde

Seit dem Absturz in Boston 1960 hat sich viel getan. Die Triebwerke moderner Maschinen können zwei Kilogramm Vogelkörper verkraften, große Jets sogar vier Kilogramm. Doch diese Grenze ist schnell überschritten, wenn ein Flugzeug in einen Starenschwarm gerät oder Geier oder Gänse ihm in die Quere kommen. So wie am 15. Januar 2009 dem US-Airways Flug 1549. Auch diesen Fall haben die Federnspezialisten aus Washington auf dem Tisch gehabt. Sie haben vom „Wunder des Hudson“ sogar eine kleine Box mit Fotos, Federn und einem Trümmerteil aus dem Triebwerk der Maschine erstellt.

Der Airbus A 320 hob um 15.25 Uhr vom New Yorker Flughafen La Guardia Richtung Nordwesten ab. Anderthalb Minuten nach dem Start auf einer Höhe von 900 Metern füllte plötzlich ein Schwarm großer grauer Vögel die Windschutzscheibe der Piloten vollständig aus. Dann laute Schläge. „Es fühlte sich an, als sei das Flugzeug in Hagel oder schweren Regen geraten, wie das schwerste Gewitter, das ich je hörte“, erzählte der Pilot Chesley Sullenberger später im Fernsehsender CBS. „Es war schockierend.“ Er fühlte, hörte und roch, dass Tiere in die Triebwerke geraten waren, die Vibrationen, der Gestank verbrannter Vögel. Beide Triebwerke fielen aus. Plötzlich Stille – Chesley Sullenberger befand sich in einem mehr als 70 Tonnen schweren vollgetankten Flugzeug mit 155 Menschen an Bord über einer der am dichtesten besiedelten Gebiete der Welt.

Die Federexperten helfen dabei, Prioritäten zu setzen

Der ohnehin langsame Jet begann, Geschwindigkeit zu verlieren. Während die Flugsicherung alle Starts auf La Guardia stoppte und eine Rollbahn auf dem Flughafen von Teterboro in New Jersey reservierte, stellte Sullenberger fest, dass er keinen der beiden Flughäfen mehr erreichen konnte. Er lenkte die antriebslose Maschine stattdessen nach Südwesten, in der Hoffnung, sie auf dem Hudson River westlich von Manhattan wassern zu können. Er schaffte es, über die George-Washington-Brücke hinweg, zwischen den Hochhäusern voller Menschen an beiden Ufern. Seine Erfahrung im Gleitflug, die günstigen Wetterverhältnisse und das spiegelglatte Wasser sowie die vielen Fähren, die sich für den Feierabendverkehr bereit gemacht hatten – all diese Faktoren retteten den Menschen an Bord des Flugzeuges das Leben.

Im Fall von Flug 1549 haben Kanadagänse die Triebwerke blockiert, auch das haben die Ornithologen vom Feather Identification Lab am Nationalen Naturkundemuseum in herausgefunden. Diese Vögel verursachen dem aktuellen Wildschlagbericht der US-Behörden zufolge gut die Hälfte aller Schäden im zivilen Flugverkehr – obwohl sie längst nicht so häufig mit Flugzeugen kollidieren wie Trauertauben. Das ist bei vier Kilogramm Körpergewicht wenig verwunderlich. Die Statistik zeigt aber auch, dass die Zahl der Vogelarten, die mit Flugzeugen zusammenprallen, in den letzten 25 Jahren stetig gewachsen ist. Die Arbeit der Wildtierbiologen auf den Flughäfen wird also immer komplexer. Damit wird es umso wichtiger, dass Jim Whatton und seine Kolleginnen den Experten vor Ort sagen, auf welche Vögel sie ein besonderes Augenmerk richten müssen.

Obwohl die Zahl der gemeldeten Fälle von Vogelschlag wächst, ist der reale Schaden seit dem Jahr 2000 kleiner geworden. Als wichtigsten Grund dafür gilt effektives Vogelmanagement. Die Ornithologen vom Feather Identification Lab tragen also dazu bei, den Himmel sicherer zu machen - für alle, die fliegen.

Als Journalisten können wir für unsere Leser Türen öffnen, die ihnen ansonsten verschlossen bleiben würden. Als ich das Feather Identification Laboratory am National Museum of Natural History besuchte, war ich überwältigt darüber, was hinter den Kulissen dieses Museums für Schätze liegen – und dabei ist schon das beeindruckend, was in der Ausstellung zu sehen ist.

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