Рекорды будущего: достиг ли предела спорт больших достижений?

  • Полина Романова
  • Русская служба Би-би-си
Чемпионат мира по водным видам спорта 2009

История профессионального плавания вряд ли помнит соревнования более странные, чем Чемпионат мира по водным видам спорта 2009 года. В бассейне римского спорткомплекса Форо Италико мировые рекорды были побиты 43 раза.

Виновник - купальный суперкостюм из эластана-нейлона и полиуретана - был запрещен Международной федерацией плавания (FINA) с 2010 года как "технологический допинг". Результаты, впрочем, отменены не были, и 20 из 40 нынешних мировых рекордов все еще датируются 2008 или 2009 годами.

Рекорды в нескольких легкоатлетических дисциплинах не побивались еще с 1980-х годов, что отчасти объясняется борьбой с медикаментозным допингом. Почти все наилучшие результаты тех лет принадлежат атлетам из США, СССР и ГДР - стран, которые активно развивали программы по применению анаболических стероидов в спорте.

Физиологи говорят об общей тенденции замедления темпов установления все более высоких показателей и признают, что профессиональный спорт, вероятно, приблизился к границам человеческих возможностей. Из 97 мужских и женских легкоатлетических дисциплин в 74-х рекорды были поставлены более пяти лет назад.

В каждом из них - сотни составляющих, от правильных тренировок до правильной погоды. Но если скорость ветра и степень разреженности воздуха атлетам не подвластны, некоторые аспекты спортивной подготовки, возможно, способны позволить им отодвигать лимиты дальше, не нарушая законы честности и "чистоты" спорта.

Технологический фактор

Чемпионату по водным видам спорта в Риме предшествовали соревнования по плаванию на Олимпиаде в Пекине в 2008 году (25 новых мировых рекордов) и чемпионат мира по плаванию на короткой воде в Хорватии того же года (17).

Всего на счету суперкупальника LZR Racer, по оценкам его производителя - компании Speedo, - 84 мировых рекорда чуть менее чем за два года.

Разработанный совместно с Австралийским институтом спорта и НАСА и испытанный в аэродинамической трубе суперкостюм был изготовлен из водоотталкивающего материала, на 50% состоящего из полиуретана и сочетающего в себе эластичность резины и прочность металла.

За LZR Racer, выпущенным в феврале 2008, последовали схожие костюмы других производителей. Все они чрезвычайно плотно облегали тело, что позволяло лучше преодолевать сопротивление воды и, таким образом, увеличивать скорость пловца.

Подпись к фото,

Костюмы LZR Racer, почти полностью покрывающие тело пловца, были запрещены из-за преимущества, которое они давали спортсменам

Американец Майкл Фелпс, выигравший восемь золотых медалей на пекинской Олимпиаде, сравнивал себя в этом костюме с ракетой.

"Этот костюм очень-очень тугой, как набитый до абсолютного предела полиэтиленовый пакет, - объясняет Стивен Хейк, профессор спортивной инженерии университета Шеффилд Холлэм в Англии. - Преимущество заключается в том, что, когда вы плывете, по телу проходят естественные вибрации, но если вас обтягивает этот полиэтиленовый пакет, тело не вибрирует, и сопротивление воды снижается".

"Чтобы его надеть, спортсмену требовалось 30-40 минут, - продолжает он, - а это не совсем нормально для купального костюма".

По нынешним правилам FINA, купальный костюм должен быть не длиннее колен (у мужчин - не выше талии) и изготовлен из текстиля или тканевого материала.

"Однако это не значит, что при изготовлении нельзя использовать углеродное волокно и прочие материалы - главное, чтобы вы смогли доказать, что в итоге это ткань", - говорит профессор Хейк.

Производители купальных изделий, по его словам, продолжают экспериментировать с костюмами спортсменов, однако во многом фокус сместился на очки и шапочки.

"Я заметил, что некоторые надевают шапочку, затем очки, а сверху еще одну шапочку, - говорит Хейк. - Когда вы ныряете в воду, первое, что с ней соприкасается, - это голова, поэтому любое преимущество может иметь значение. Гигантского превосходства вы не получите, но небольшой эффект вполне возможен".

Немец Пауль Бидерман, установивший мировой рекорд в Риме на дистанции 200 метров вольным стилем, преодолел ее в полиуретановом костюме за 1 минуту 42 секунды. На нынешней Олимпиаде в Рио-де-Жанейро Бидерман проплыл это же расстояние на три секунды медленнее.

Усилия производителей одежды для всех скоростных видов спорта сводятся к тому, чтобы лучше преодолеть лобовое сопротивление - водное или аэродинамическое.

"Представьте себе волновой след, который тянется за лодкой, - если след очень широкий, значит сопротивление высокое, если след узкий- значит сопротивление низкое, - поясняет Стивен Хейк. - Уменьшить сопротивление можно, если сделать так, чтобы воздушный поток проходил прямо по телу и за него".

Подпись к фото,

Экипировку велосипедистов испытывают в аэродинамической трубе

Ключевое значение аэродинамика имеет в велоспорте - около 80% энергии велосипедист тратит на преодоление сопротивления воздуха, и чем быстрее он едет, тем с большим сопротивлением сталкивается. Производители костюмов стараются делать их как можно более обтекаемыми, максимально уменьшать количество швов и размещать их таким образом, чтобы не увеличивать поверхностное трение.

Согласно одному из исследований, обтягивающая велосипедная одежда по сравнению с ветровкой дает на расстоянии 40 км преимущество в 91 секунду.

Правильный аэродинамический шлем (специальной формы и с отверстиями для прохода воздуха) может дать вам преимущество в минуту на тех же 40 км, по данным профессионального велогонщика Майкла Хатчинсона.

Поскольку правила Международного союза велосипедистов запрещают кардинально менять конструкцию самого велосипеда и добавлять детали исключительно с целью улучшения аэродинамики, производители сосредотачиваются на улучшении дизайна рамы, руля и колес.

"Велосипедисты пробуют в аэродинамической трубе разную одежду, разные шлемы и, разумеется, разные велосипеды. Обычно на полу проецируются значения сопротивления сил. Таким образом, с помощью специальной системы оптимизации выявляются лучший шлем, лучший велосипед и лучшая одежда, которые дают наилучший общий эффект", - говорит профессор Хейк.

Технологии меняют почти все виды спорта - от прыжков с шестом (согласно исследованию Хейка, проведенному в 2009 году, замена металлического шеста на стекловолоконный позволила атлетам побить мировой рекорд 19 раз за одно десятилетие) до шариков для гольфа, лыж и теннисных ракеток.

"Большая часть спортивного оборудования на сегодняшний день сделана из композитных материалов, - отмечает доктор Аравинд Виджайарагхаван из Манчестерского университета. - Как правило, это какой-то мягкий, легкий материал типа пластика, который укрепляется чем-то вроде углеродного волокна или графена. Благодаря этому материал получается легким, но очень прочным".

Наименьшая польза от инновационных технологий - пожалуй, в беге, причем как на короткие, так и на длинные дистанции.

Единственное технологическое усовершенствование, используемое в спринте, дает преимущество сразу всем атлетам - полиуретановое покрытие, при беге возвращающее энергию спортсмену.

Подпись к фото,

Американские спортсменки выступали на лондонской Олимпиаде в обтягивающих костюмах, но при этом в сережках и с распущенными волосами

"Наверное, у каких-то атлетов и может быть небольшое преимущество, но, если честно, как только вы надеваете обувь с жесткими шипами, дальше у вас только шорты и майка", - отмечает Стивен Хейк.

К примеру, на предыдущей Олимпиаде американские бегуны выступали в специальных костюмах для бега. "Если посмотреть на женщин, у многих из них были сережки, браслеты и сложные прически с распущенными волосами - даже если у этих костюмов и был какой-то эффект, все эти украшения его нивелировали", - продолжает Хейк.

Изучая влияние технологических инноваций на легкую атлетику, Стивен Хейк и его коллеги проанализировали 25 лучших результатов мужчин и женщин с 1890 года.

"Увидеть истинный эффект какой-то конкретной технологии можно только тогда, когда она внезапно повсеместно внедряется или внезапно целиком запрещается, - говорит Хейк. - Мы выяснили, что технологическое вмешательство может менять результат на 5-10%".

По его словам, все, что выходит за рамки 10%, обычно вызывает беспокойство и может быть расценено как тот самый "технологический допинг".

Проблемы физиологии

Если контроль за честностью спорта в технологической сфере - относительно новое явление, то результаты деятельности Всемирной антидопинговой организации (ВАДА), основанной в 1991 году, сегодня становятся все более заметны, отмечает врач олимпийской сборной Финляндии и член антидопингового комитета Эстонии Сергей Илюков.

"По большому счету, антидопинговые действия привели к тому, что во многих дисциплинах сейчас часть рекордов и средние результаты падают", - отмечает он.

"В 1989 году Международная федерация легкой атлетики стала вводить так называемые внесоревновательные тесты, и по мере разрушения "железного занавеса" этот процесс ускорился, что привело к тому, что предподготовительный период между соревнованиями у спортсменов не было возможности использовать анаболические стероиды", - объясняет Илюков.

Запрет стимуляторов оставил физиологам и спортивным врачам работу над натуральными способами помочь спортсменам справиться с нагрузками.

Профессор Стюарт Эггинтон с факультета биологических наук Университета Лидса объясняет допинг как "использование ненатурального вещества или искусственное увеличение естественного уровня какого-то вещества, что в итоге дает вам спортивное преимущество".

Использовать натуральные вещества наиболее эффективным способом позволяет развитие диетологии.

"Наш организм рассчитан на то, чтобы поглощать разные вещества, разные пищевые продукты и затем превращать их в соединения, необходимые для процесса метаболизма, для поддержания жизнедеятельности", - говорит Эггинтон.

Этот процесс достаточно затратный: организм должен расщепить пищу на элементы и затем превратить их в необходимые для работы мышц вещества. Задача диетолога в данном случае - заставить организм спортсмена тратить меньше энергии на усвоение пищи.

"Если давать спортсменам продукты, которые требуют меньшей трансформации, и/или биологически активные добавки - не медикаменты, а именно натуральные соединения, то мы можем усилить эффективность метаболизма. В результате мы получим большую производительность, так как перевод потребляемой пищи в энергию происходит эффективнее", - объясняет физиолог.

Источником энергии для метаболизма и сокращения мышц служит аденозинтрифосфорная кислота (АТФ).

"При интенсивных нагрузках, - если вы бежите 100-, 200- или 400-метровый спринт, - ваши мышечные клетки активно вырабатывают АТФ, однако в то же время в большом количестве накапливаются метаболиты (продукты обмена веществ), что в итоге приводит к усталости и замедлению сокращения мышц", - говорит доктор Найл Макфарлэйн из Университета Глазго.

Обратный эффект наблюдается при долгих нагрузках: например, при беге марафонца, когда организм теряет способность вырабатывать АТФ, что также приводит к усталости. Соответственно, по словам Макфарлэйна, необходимо работать над тем, чтобы помочь организму работать более эффективно и справляться с накоплением продуктов обмена веществ.

Подпись к фото,

Борьба с допингом даст дополнительный импульс развитию спорта, считает Сергей Илюков

К примеру, для того, чтобы избавиться от лишних метаболитов и позволить мышцам дольше эффективно работать, в качестве добавки используется креатин - натуральное соединение, вырабатываемое в организме из аминокислот.

"При распаде АТФ выделяется молекула фосфата, которая способствует усталости. Так что если мы сможем поместить в мышечные клетки что-то, что позволит нам избавиться от этой молекулы фосфата, возможно, мы сможем работать интенсивнее или дольше", - поясняет доктор Макфарлэйн.

Подпись к фото,

Напитки, которые пьют спортсмены во время марафона, содержат необходимый им набор питательных веществ

"В 1950-х годах люди были уверены, что нельзя пробежать милю быстрее, чем за четыре минуты, что это естественный барьер, - продолжает физиолог. - При этом физические ограничения с тех пор не изменились - сколько кислорода потребляет человек, сколько энергии могут производить его мышцы, как организм реагирует на изменение кислотно-щелочного баланса крови и так далее. Однако разница в том, что сейчас люди лучше питаются и усерднее тренируются".

Улучшить спортивные показатели можно и более простыми способами: профессор Макфарлэйн приводит в пример напитки, которые дают спортсменам во время марафона. На каждом этапе состав этого напитка - углеводы, ионы калия и натрия и так далее - меняется, что позволяет оптимизировать водный баланс в организме.

"Это важно для правильной работы мышц, а также для того, чтобы предупредить обезвоживание, при котором вы не можете справляться с повышением выработки тепла", - отмечает Макфарлэйн.

Также ученые работают над повышением уровня коллагена - белка, отвечающего за прочность и эластичность соединительной ткани.

По словам Найла Макфарлэйна, многие принимают хондроитинсульфат - добавки для суставов и соединительной ткани, повышающие ее эластичность и предел прочности. "Таким образом, если вы бежите 42 км, ваши мышцы не станут вялыми; когда они в тонусе, скорость бега увеличивается", - отмечает он.

Однако оба физиолога признают, что, несмотря на небольшие положительные эффекты, кардинально улучшить результаты не получится.

"Это называется законом убывающей доходности - чтобы добиться улучшения показателя, вам нужно прилагать гораздо больше усилий и находчивости, чем вы потратили на улучшение его в предыдущий раз, - говорит Стюарт Эггинтон из Университета Лидса. - За каждый новый рекорд вам нужно бороться намного упорнее".

В условиях, когда выигрыш означает сотую секунды, решающую роль играют разные факторы, многие из которых не зависят от спортсменов или ученых.

Олимпиада 1968 года была проведена в Мехико, на высоте 2240 метров над уровнем моря. Благодаря разреженному воздуху были установлены новые рекорды на всех дистанциях мужского спринта и почти всех - женского. А результат американского прыгуна Боба Бимона, превзошедшего предыдущий рекорд на 55 см, оставался лучшим более 20 лет.

"Должны сойтись вместе сотни факторов, а мы лишь возимся с одним из них", - отмечает профессор Макфарлэйн.

"Сердце чемпиона"

Главным фактором Макфарлэйн считает не технологический и не физиологический, а психологию.

"Никто не бежит стометровку с постоянной скоростью, все стартуют и бегут по-разному, и главное - нащупать свои сильные стороны, играть на них и не позволять нервам взять над тобой верх", - утверждает ученый.

Умение фокусироваться на настоящем моменте, не позволяя сомнениям и окружающей обстановке отвлекать себя, достигается с помощью нескольких распространенных техник, говорит профессор Дэвид Юкельсон, спортивный психолог из Университета Пенсильвании.

"Профессиональные спортсмены не думают, они реагируют, - отмечает он. - А вот как они реагируют - это вопрос подготовки".

В первую очередь, это самоконтроль. Каждый человек реагирует на стрессовые ситуации по-разному - у кого-то учащается сердцебиение и дыхание, кто-то чувствует напряжение в плечах. "Нужно знать свой организм и уметь контролировать его", - объясняет психолог.

Подпись к фото,

Многократный олимпийский чемпион и рекордсмен Майкл Фелпс считает психологическую подготовку одной из важнейших составляющих тренировок

Современные способы исследования головного мозга - нейровизуализация - позволяют лучше понять, как он реагирует на стресс и высокие нагрузки. "Это сочетание новых технологий и техник старой школы", - говорит Юкельсон.

Специалисты также работают с атлетами над техникой постановки целей и так называемой визуализацией.

Пловец Майкл Фелпс, обладатель 23 олимпийских золотых медалей и 26-кратный чемпион мира, называет психологическую подготовку самым важным аспектом помимо самих тренировок.

В интервью Washington Post спортсмен рассказывал, что детально представляет себе все возможные исходы соревнования - как хорошие, так и плохие: "Если у меня порвется купальник или сломаются очки, - что я буду делать?"

"Так как разные реакции уже запрограммированы в его голову, он не переживает о них в день соревнований и вместо этого сосредотачивается на своем выступлении, - говорит тренер Фелпса Боб Боумен. - Уверенность в себе - возможно, его самая сильная сторона".

"Это сочетание всех наук, - говорит Дэвид Юкельсон о профессиональном спорте. - Но да, я считаю, что правильный настрой может оказать решающее влияние".

За пределами возможностей

"Мы уже требуем от спортсменов большего, чем то, на что рассчитан наш организм, - отмечает физиолог Найл Макфарлэйн. Эволюционно людям никогда не требовалось бегать так быстро и так далеко, продолжает он: "Мы бы никогда не стали гнаться за одним животным 26 миль. Если бы вдруг мы его не догнали, мы бы остались без сил, еды и помощи в 26 милях от того места, с которого начали".

Будущее профессионального спорта физиолог видит в соревнованиях на выносливость.

"Через 20 лет нас будет интересовать не как быстро спортсмены пробегают марафон, а сколько они могут пробежать за 24 часа или как быстро они могут пробежать сто миль", - говорит он. Таким образом, ученые смогут работать над улучшением выносливости каждого спортсмена, и в итоге менее интенсивные нагрузки могут быть меньшим риском для здоровья, чем профессиональный спорт сейчас, считает Макфарлэйн.

"Нужно менять правила игры, - вторит его коллега Стюарт Эггинтон. - Как в футболе - если защита становится слишком сильной, надо менять правила "офсайда". "Да, мы приближаемся к лимиту человеческих возможностей, скорее всего это так", - констатирует он.

Первым одну милю меньше чем за четыре минуты пробежал британский студент Оксфорда Роджер Баннистер в 1954 году. Хотя до этого большинство ученых твердили, что это невозможно, уже через полтора месяца австралиец Джон Лэнди побил его рекорд, сейчас превзойденный уже почти на 17 секунд.

Подпись к фото,

Преодоление мили быстрее, чем за четыре минуты, считалось невозможным, однако Баннистер поставил себе эту цель и выполнил ее. Его забег позже назвали "Милей столетия"