Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, sich im Flugzeug mit dem SARS-CoV-2-Virus anzustecken? Flugzeughersteller, Universitäten und Forschungseinrichtungen haben das in den vergangenen Monaten untersucht.
Eine enge Röhre, in der Hunderte fremde Menschen eng zusammensitzen: Das widerspricht auf den ersten Blick sämtlichen Ratschlägen von Ärzten und Gesundheitsbehörden während einer Pandemie. Und tatsächlich gibt es Fälle, in denen sich Menschen an Bord eines Flugzeugs das Coronavirus eingefangen haben. Ein Beispiel ist der Qantas-Flug QF577 von Sydney nach Perth am 19. März 2020.
Kein ganz normaler Linienflug
Es war schon kein ganz normaler Linienflug mehr: Die neuartige Lungenkrankheit COVID-19 breitete sich zunehmend aus, Australien verschärfte an diesem Tag die Maßnahmen zur Eindämmung der Pandemie. Für die Passagiere an Bord des Airbus A330-200 kamen diese allerdings zu spät. Zwei Tage nach dem fünfstündigen Inlandsflug wurden sechs der 241 Fluggäste positiv auf das Coronavirus getestet. Sie waren unmittelbar zuvor auf einer Kreuzfahrt gewesen und hatten sich bereits auf dem Schiff infiziert. Etwa zwei Wochen später wurde das Virus bei weiteren 23 Passagieren von Flug QF577 nachgewiesen, mindestens acht davon haben sich nach Erkenntnissen australischer Forscher in der Kabine der A330 angesteckt.
Risiko scheint sehr gering
Dennoch: "Das Risiko, dass ein Passagier an Bord eines Flugzeugs COVID- 19 überträgt, scheint sehr gering", so Dr. David Powell, medizinischer Berater des Dachverbands der Fluggesellschaften IATA (International Air Transport Association), im Oktober 2020 bei einer gemeinsamen Pressekonferenz mit Airbus, Boeing und Embraer. Von Januar bis Juli 2020 gab es nach Angaben der IATA 44 bekannte Fälle, in denen sich Passagiere im Rahmen einer Flugreise mit dem Coronavirus angesteckt haben. Im selben Zeitraum wurden rund 1,2 Milliarden Menschen per Flugzeug befördert. Das entspricht einer Ansteckungswahrscheinlichkeit von 1 zu 27,3 Millionen. Damit liege man in derselben Risikokategorie, wie vom Blitz getroffen zu werden, so Alexandre de Juniac, Generaldirektor und CEO der IATA.
Luftfluss in der Kabine
Wieso ist das Ansteckungsrisiko im Flugzeug trotz der Nähe der Passagiere zueinander offenbar so gering? Airbus, Boeing und Embraer haben voneinander unabhängig untersucht, wie sich Partikel in der Kabine bewegen. Zum Einsatz kamen numerische Strömungssimulationen, aber auch Tests in echten Kabinen am Boden und in der Luft. Trotz unterschiedlicher Methoden, Tools und Grundannahmen kommen die Flugzeughersteller zum selben Ergebnis: Distanz lässt sich durch das Kabinendesign erreichen – auch bei voller Besetzung.
Airbus hat die Verteilung von Tröpfchen und Aerosolen in der Kabine simuliert. Alle Passagiere trugen dabei Masken.
Von der Decke zum Fußboden
Mehrere Faktoren verringern demnach das Risiko einer Virenübertragung: Die Luftströmung an Bord verläuft von der Decke zum Fußboden. Dadurch werde weitgehend verhindert, dass sich die Luft über Sitzreihen hinweg vermischt, so die IATA und die Flugzeughersteller. Die Rückenlehnen wirken dabei als zusätzliche Barriere. Zudem wird die Luft an Bord der meisten Flugzeuge nach Angaben der IATA 20 bis 30 Mal pro Stunde komplett ausgetauscht, das sei häufiger als beispielsweise in Büros oder Schulen. In modernen Passagierjets werden darüber hinaus HEPA-Filter (High-Efficiency Particulate Air) eingesetzt, die 99,9 Prozent aller Bakterien und Viren aus der Luft entfernen, auch SARS-CoV-2. Das Tragen von Masken ist ein weiterer Schutz vor Ansteckung. Selbst einfache Alltagsmasken aus Stoff haben einen positiven Effekt, wie das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) kürzlich bei Laborversuchen festgestellt hat.
Abstand trotz Nähe
Bei ihren CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics) haben die Flugzeughersteller jeweils verschiedene Szenarien modelliert. Airbus hat beispielsweise am Rechner dreidimensional nachgestellt, wie sich Tröpfchen und Aerosole, die beim Husten ausgeschieden werden, in einer A320-Economy-Class-Kabine bewegen. Dafür wurden 50 Millionen Datenpunkte analysiert und jeweils verschiedene Parameter wie Luftgeschwindigkeit, Richtung und Temperatur berechnet. In dem Szenario trugen Passagiere und Crew Masken. Die Simulation zeigte, dass von 10 000 ausgestoßenen Tröpfchen nur etwa fünf im Atembereich des Nebensitzers ankamen. Airbus kommt zu dem Schluss, dass in der Kabine bei nur 30 Zentimetern Abstand zwischen den Passagieren sogar eine bessere Schutzwirkung herrsche als beim am Boden empfohlenen Abstand von 1,5 Metern.
Partikelbewegung
Ein ähnliches Ergebnis lieferten die Boeing-Simulationen. Der US-Flugzeughersteller hat die Partikelbewegung in Single- und Twin-Aisle-Kabinen berechnet. Eine hustende Person wurde dabei auf verschiedenen Sitzen platziert, mal mit, mal ohne Maske, mal mit offenen Lüftungsdüsen über den Sitzen, mal mit geschlossenen. Die CFD-Simulation wurde mit Tests am Boden und in der Luft validiert, mit Boeing 737, 767 und 777 und Dummys an Bord. Das Design sowie die Luftströmung in der Kabine wirken laut Boeing äquivalent wie ein Abstand von mehr als 2,1 Metern.
Diverse Szenarien
Anders als Airbus und Boeing ging Embraer bei der Simulation nicht von einer bestimmten Anzahl Tröpfchen beim Husten aus, sondern von einer bestimmten Masse an verschieden großen Tröpfchen, nämlich 200 Mikrogramm. Auch hier wurden diverse Szenarien modelliert. Bei Passagieren, die eine Maske trugen, kamen demnach nur 0,02 Prozent der Tröpfchen-Masse im Atembereich an, ohne Maske war es sechs Mal mehr. Die Ergebnisse der Simulationen wurden in einem Kabinen-Mock-up mit Dummys überprüft und bestätigt.
Die Ergebnisse der Simulationen wurden in einem Kabinen-Mock-up mit Dummys überprüft und bestätigt.
Ungeklärte Fragen
Auch andere Studien kommen zu ähnlichen Ergebnissen. Ende Oktober veröffentlichten Forscher der Harvard T.H. Chan School of Public Health einen ersten Bericht zu den Risiken einer SARS-CoV-2-Übertragung bei Flugreisen. Dafür wurden bisherige wissenschaftliche Veröffentlichungen sowie CFD-Simulationen bewertet, aber auch Tiefeninterviews mit Flugzeugherstellern, Airlines, Besatzung und Flughafenbetreibern geführt. Auch die Harvard-Wissenschaftler gehen von einer sehr geringen Ansteckungswahrscheinlichkeit aus. Der Grund dafür seien verschiedene, nicht-pharmakologische Maßnahmen an Bord, darunter das Tragen von Masken, das Abstandhalten während des Ein- und Aussteigeprozesses, die regelmäßige Reinigung von häufig berührten Oberflächen sowie eine Gesundheitsbestätigung durch die Passagiere vor dem Flug. Initiiert und gesponsort wurde der Bericht von der US-Luftfahrtbranche.
Flugzeughersteller überraschend uneins
Dass Flugzeughersteller ihre Produkte als sicher darstellen, dürfte kaum überraschen. Tatsächlich lassen die genannten Untersuchungen Fragen offen. Airbus, Boeing und Embraer geben beispielsweise nicht an, auf welchen Annahmen die Modellierung des Tröpfchenausstoßes beim Husten, Niesen, Sprechen und Atmen basiert. Ebenfalls unklar bleibt, welchen Einfluss es auf die Verteilung der Partikel hat, wenn Flugbegleiter und Fluggäste sich durch die Kabine bewegen. Die Flugzeughersteller sind zudem überraschend uneins darüber, ob die Lüftungsdüsen über den Sitzen besser ausgeschaltet bleiben sollten oder nicht: Airbus empfiehlt, sie nicht zu nutzen, Boeing und Embraer geben an, dass es keinen großen Unterschied mache, ob sie an sind oder nicht.
Kein definitiver Beleg
Es sei ermutigend, dass es bislang nicht besonders viele bestätigte Fälle einer SARS-CoV-2-Übertragung an Bord von Flugzeugen gebe, "aber kein definitiver Beleg, dass Flieger sicher sind", so David Freedman und Annelies Wilder-Smith, Autoren einer im September 2020 im Journal of Travel Medicine veröffentlichten Studie, auf die sich auch die IATA bezieht. Für belastbare Aussagen fehlten schlichtweg Daten.
Gewisses Ansteckungsrisiko bleibt
Häufiges Desinfizieren, regelmäßiger Wechsel der HEPA-Filter, Maskenpflicht: Flugzeughersteller und Airlines haben viel getan, um das Fliegen aus Sicht des Infektionsschutzes so sicher wie möglich zu machen. Ein gewisses Ansteckungsrisiko bleibt aber. Und das beginnt nicht erst beim Boarding.
Einfach wegwischen
Neben der Kabinenbelüftung und den HEPA-Filtern tragen auch regelmäßiges Säubern und Desinfizieren von viel berührten Oberflächen dazu bei, das Ansteckungsrisiko im Flugzeug zu minimieren. Der US-Flugzeughersteller Boeing hat dazu im Rahmen seiner "Confident Travel"-Initiative zusammen mit der University of Arizona die Wirksamkeit verschiedener Reinigungsmaßnahmen und Hygienetechnologien an Bord untersucht.
Boeing untersuchte, wie wirksam verschiedene Reinigungsmethoden gegen Viren sind. Für die Tests wurde das unschädliche MS2-Virus genutzt.
Wirksame Technologien
Dafür brachte das Team das für Menschen ungefährliche Virus MS2 an 230 verschiedenen Stellen im Flugzeug auf, darunter Sitzbänke, Tische, Armlehnen, Fenster, Toiletten, Galley, aber auch im Cockpit. Dann reinigten Boeing-Mitarbeiter die Kabine. Zum Einsatz kamen chemische Desinfektionsmittel, elektrostatische Sprühgeräte, von Boeing entwickelte UV-Stäbe sowie antimikrobielle Oberflächenbeschichtungen. Jede verunreinigte Stelle wurde nur mit einer der Methoden behandelt. Das Ergebnis: Alle untersuchten Technologien hätten sich wirksam gegen das MS2-Virus erwiesen, das nach Angaben des Flugzeugherstellers resistenter als das Coronavirus ist.
University of Arizona
Die Tests fanden Mitte Juli 2020 zunächst in einem 787-Mock-up statt, später in einer echten 737 in Boeing Field. Zum Schluss korrelierten Forscher der University of Arizona im Labor die Ergebnisse mit dem Coronavirus auf denselben Oberflächen.
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