Als molekulare Ballistik bezeichnen wir die molekularbiologische Untersuchung von Spuren, die bei Schüssen mit Feuerwaffen auf biologische Ziele entstehen. Diese Spuren können z.B. Backspatter (Rückschleuderspuren) oder auch Forwardspatter sein.

Dieses Jahr feiert das Forschungsfeld  der molekularen Ballistik, das ich seinerzeit mit einem Kollegen zusammen begründet habe, seinen 10. Geburtstag. Eine gute Gelegenheit also, über aktuelle Forschungsergebnisse zu berichten: Derzeit bearbeiten mein Doktorand und ich ein DFG-gefördertes Projekt, in dem wir verschiedene Aspekte der Spurenentstehung bei Schüssen auf biologische Ziele untersuchen. Eine wichtige Voraussetzung, um Schußszenarien möglichst realistisch nachbilden zu können, war die Entwicklung eines neuen Kopfmodells, das die menschliche Anatomie eines menschlichen Kopfes möglichst gut simuliert.

Ein solches Modell soll aber nicht nur die komplexe und unregelmäßige Form des menschlichen Schädels nachempfinden, es soll auch den „materiellen“ Aufbau widerspiegeln, d.h. das Knochensimulans muß die gleiche Härte und sonstigen physikalischen Eigenschaften aufweisen, wie echter Schädelknochen und im Inneren muß ein Gewebesimulans sein, daß die Ausbildung einer realistischen temporären Wundhöhle durch Wechselwirkung mit dem Projektil gestattet. Außerdem muß natürlich irgendwie echtes Blut und/oder Gewebe enthalten sein, um den Backspatter zu generieren, den wir untersuchen wollen. Dieses sollte aber nicht in flüssiger Form vorliegen (etwa in einem Beutel oder Blister), da es im Hirn auch keine flüssigkeitsgefüllten Hohlräume gibt. Besser wäre eine schwammartige Matrix. Und natürlich sollte es triple-contrast-kompatibel [1] sein.

Und genau so ein Modell zu entwickeln und erfolgreich zu testen, ist uns gelungen [2]. Dafür haben wir uns von einer Spezialfirma Schädelmodelle aus einem besonderen Kunststoffgemisch liefern lassen, der die o.g. Anforderungen erfüllt:

Kiste voller Schädel. Bekommt man auch nicht alle Tage.

In diese Modelle haben wir unter Einsatz von viel Geduld, Nachtschichten und winziger Hände zunächst mit triple-contrast-Mix dotierte, laminierte und vakuumierte Schwammträger innen an die später zu beschießenden Stellen angeklebt.

molekulare Ballistik ist auch viel Handarbeit

Dann wurden in einem eigenen Kessel spezielle ballistische Gelatine, die das weiche Gewebe simuliert, gebraut gekocht

und die präparierten Schädel schließlich damit ausgegossen. Und so sieht nach vielen Stunden Aushärtung im Kühlschrank der fertige Schädel auf dem Beschußgestell dann aus:

“are you looking at me?”

Mit einer Kiste voll fertig präparierter Schädelmodelle und einer Hochgeschwindigkeitskamera von „VKT Video Kommunikation GmbH – Technisches Fernsehen“ ausgerüstet sind wir dann in den Beschußkeller des LKA SH eingezogen, um dort unsere experimentellen Beschüsse durchzuführen. Unser Kooperationspartner und Sachverständiger für Waffen und Munition hat eine 9mm-Pistole und eine Flinte mit Flintenlaufgeschossen mitgebracht. Mit diesen Waffen wurden aus unterschiedlichen Winkeln und an unterschiedliche Stellen des Schädels aufgesetzte sowie Schüsse aus geringer Entfernung (ca. 10 cm) abgegeben. Der Schußvorgang wurde mit 40.000 Bildern pro Sekunde gefilmt. Nach dem Schuß wurde das beschossene Modell zunächst in Augenschein genommen und photodokumentiert (bzw. zusammengekehrt ;)). Außerdem wurden Spuren von Backspatter am Schützen, der Schußhand und natürlich der Waffe dokumentiert und von der Waffe in einem eigens eingerichteten, mobilen Labor abgerieben. Die Waffen wurden anschließend mit einem speziellen Verfahren gesäubert und wieder komplett DNA-frei gemacht, um sie für den nächsten Schuß vorzubreiten. Nicht völlig zerstörte Schädelmodelle wurden wieder eingepackt und ins Institut zurückgebracht, wo mein Doktorand sie zunächst geröntgt und anschließend eröffnet und den Gelatinekern in 1 cm dicke Scheiben lamelliert hat. Die einzelnen Scheiben hat er gescannt, um daraus ein Wundprofil  des jeweiligen Schusses zu erzeugen:

A) Scheibe aus einem Wundkanal. Das Polygon verbindet die extremen Ausläufer der Wundhöhle und gibt ein Maß für ihre Ausdehnung B) Bildgebende (Röntgen) Darstellung der Wundhöhle

Für die Erzeugung eines Wundprofils wird auf der X-Achse die Länge des Wundkanals (also der Pfad den das Geschoss durch das Modell gegraben hat) und auf der Y-Achse ein Maß für die Größe der temporären Wundhöhle aufgetragen (kann man sich hier ansehen). Aus einem solchen Profil lassen sich dann verschiedene wundballistische Erkenntnisse ziehen.

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Kommentare (16)

  1. #1 rolak
    19/01/2020

    Schrotflinte

    Oben waren es noch Flinten, angemessen wg Flintenlaufgeschossen speziell und PleonasmusRisiko generell (keine Musketen mehr..)

    [.38aufsetz/Brenneke] nicht geeignet

    ^^Selbstverständlich nicht. Was passiert, wenn Mittelkaliber durch ein wönziges Tröpfchen Quecksilber bzgl des ASPI dem Brenneke vergleichbar werden, hätte auch mit dem Studium historischer Quellen ermittelt werden können :·)

    Doch ansonsten hat sich Bolle mal wieder ein schicker Überblick!

  2. #2 Ferl
    19/01/2020

    Also, aus der alten Zeit, den Nazis etc. kennt man ja noch die Schädelvermessung.
    Wenn man sich die Teilnehmer diverser Neonazi Demos anschaut… Die rasierten Köpfe geben doch kraniologisch einen Einblick ,oder?

    Ich meine…die sehen doch alle gleich aus von der Schädelform…

    Auch wenn kraniologie verpönt ist… Gibt es hier keinen Aufschluss auf Intelligenzminderung?

  3. #3 rolak
    19/01/2020

    sehen doch alle gleich aus

    Und was ist an “Schädelmodelle aus einem besonderen Kunststoffgemisch” so mißverständlich? Oder meinste, die werden alle von zarten Händen nachziseliert und auf Unikat getrimmt?

  4. #4 gedankenknick
    20/01/2020

    “Schrotflinte”
    Meine Güte, ja, ist ein Pleonasmus. Aber ich gebe zu bedenken, dass es viele Menschen gibt, die keine Ahnung von der Differenz Büchse/Flinte haben und denen auch unklar ist, dass man aus dem Lauf einer “Schrotflinte” auch kalibrige Geschosse mittels explosiver Gassynthese herauspusten kann. Es rennen halt nicht nur Waffenfreaks durch die Landschaft, auch wenn man das nach dem Betrachten eines Kinofilms wie “John Wick”, “Matrix” oder auch “Smokin´Aces” unterstellen könnte. (Und obwohl ich mich selber für eher oberflächlich informiert halte, unterstellt man mir öfter, viel zu viel unnötiges Wissen zu dem Thema zu besitzen. – Bei der Pistole würd ich vom Aussehen auf eine Glock tippen, aber beim Modell bin ich dann überfragt.)

    “Flintenlaufgeschosse”
    Da hätte mich echt mal interessiert, was da so in den Lauf geladen wurde. Aus diversen Grünen dürften Flintenlaufgeschosse ja eher zu den weniger frequentierten Munitionsarten (gerade in Deutschland) gehören. Auch, wenn man davon absieht, dass das “Brenneke” im Wikipedia-Bild sicher nur eine Variante ist.

    “aufgesetzte 9mm-Pistole”
    Einerseits finde ich es erstaunlich, dass sich dann doch kein Backspatter zu finden ist, irgendwie habe ich damit gerechnet, nachdem ich hier in diesem Blog gerade dazu doch häufiger Artikel in den letzten Jahren gelesen habe.
    Andererseits habe ich mich bei Ansicht gerade des Titelbilds und der darauf sichtbaren behandschuhten Hand gefragt, ob das eine “Handatrappe” ist, oder ob da wirklich jemand die Waffe manuell geführt hat. Denn letzthin dachte ich, die herumfliegenden Ersatzknochen-Plastfragmente würden wohl nicht ungefährlich sein, wenn sie auf den Probanden – also den waffenführenden und -auslösenden Menschen – treffen würden. Ich hoffe mal, alle (bis auf die Nachbauschädel) blieben bei den Experimenten unverletzt.

  5. #5 gedankenknick
    20/01/2020

    @rolak #1
    “[.38aufsetz] nicht geeignet”

    Die “.38 Spezial”, auch “9×29 R” ist dann doch noch etwas anderes als die in fraglicher Pistole verwendete 9×19 (die man auch seitlich im Schlitten als Munitionsbezeichnung eingeprägt erkennen kann). Ich habe gerade erstaunt festgestellt, dass die Energie einer 9×19 tatsächlich höher sein kann Aufgrund des wesentlich höheren zulässigen Gasdrucks, aber trotzdem denke ich, dass man hier nicht Äpfel mit Granatäpfeln verwechseln sollte, wenn man schon ironisch zitiert. 😉

  6. #6 RPGNo1
    20/01/2020

    @CC

    Kiste voller Schädel. Bekommt man auch nicht alle Tage.

    Die sind sicher etwas zu teuer für eine Halloweenparty. 😉

    @gedankenknick

    Aus diversen Grünen [sic!]

    Schöner Schreibfehler. *kicher*

  7. #7 rolak
    20/01/2020

    Meine Güte, ja

    Deswegen stand da -‘risko’ aka ‘ich halte es für einen P., ist aber dikutabel’.

    gerade in Deutschland

    Also bisher hatten sämtliche (klingt viel, sind 3) Jäger*, die ich intensiver kenne, Brennekes im Handvorrat, schon deswegen, weil hierzulande bei der Jagd auf Schalenwild erlaubt, effektiv und eine kombinierte Waffe überflüssig machend.

    “.38 Spezial”

    Da war von nix Speziellem die Rede, ‘.38’ ist die nach dem HülsenhalsDurchmesser(±wenig) benannte Munitionsklasse, die typischerweise ein Kaliber von .356″ oder bummelig 9mm mit sich bringt. Die namentlich Bekannteste daraus dürfte die .357 Magnum sein, jedenfalls liegen nicht nur 9mmLuger==9x19mmParabellum, sondern zB auch 9x18mmMakarov in dieser Schublade.

    *kicher*

    ‘Statt ‘hierzulande’ stand oben bis kurz vor dem Abschicken ‘hierzulange’.
    Nur, um es zu erwähnen…

  8. #8 Uli Schoppe
    20/01/2020

    Schöner Artikel 🙂 Endlich mal wieder einer. Und wirklich passend zum Blog. Ich hatte echt Entzug 😉

  9. #9 Cornelius Courts
    21/01/2020

    @gedankenknick: ““Schrotflinte” Meine Güte, ja, ist ein Pleonasmus. Aber ich gebe zu bedenken, dass es viele Menschen gibt, die keine Ahnung von der Differenz Büchse/Flinte haben”

    und so steht auch nicht umsonst in der Wikipedia: “Als Flinte (auch Schrotflinte) wird eine Handfeuerwaffe mit glatter Laufbohrung bezeichnet, die in erster Linie für das Verfeuern von Schrotkugeln ausgelegt ist.”
    https://de.wikipedia.org/wiki/Flinte

    “Einerseits finde ich es erstaunlich, dass sich dann doch kein Backspatter zu finden ist, irgendwie habe ich damit gerechnet, nachdem ich hier in diesem Blog gerade dazu doch häufiger Artikel in den letzten Jahren gelesen habe.”

    Um Mißverständnissen vorzubeugen: bei aufgesetzten Schüssen gab es eine große Schweinerei und massenhaft Material, das auf Schütze und Waffe geschleudert wurde. Nur ist das, wie im Text angedeutet, kein klassischer Backspatter, der durch eine kollabierende temporäre Wundhöhle aus einer umschriebenen Einschußwunde herausgeschleudert wird, sondern eben chaotisches Gespritze bei totaler Zerstörung des Gewebes. Man sieht ja, daß auch bei der 9mm der halbe Kopf wegfliegt.

    “oder ob da wirklich jemand die Waffe manuell geführt hat.”

    Ja. Unser unerschrockener Schütze und Waffensachverständige hat per Hand geschossen, was für unsere Versuche natürlich sehr wichtig ist, da das Auskeilen der Waffe und damit das kurzzeitige Herausheben des Laufes aus der Flugrichtung des Backspatter mit abgebildet werden muß, wenn wir realitische Schußszenarien nachstellen wollen.
    Und ja, er hat einmal einen “Knochen”splitter ans Bein abbekommen und hatte – auch wenn er selbst sich kurz vor dem Versterben sah – eine fast schon makroskopisch erahnbare Rötung dort, wofür er eines unserer magischen Einhornpflaster bekommen hat, so daß er weitermachen konnte 😀

    Viel krasser war aber eine andere Geschichte: unser Schütze hat geschossen (38er Revolver, 15 cm, durch den Schädel in einen Kugelfang), ich stand rechts neben ihm, ca. 50 cm entfernt, um den Schuß zu filmen. Nach dem Schuß höre ich 6-7 m hinter mir jemanden schreien, der hinter der Panzerglasscheibe im Beobachtungsraum saß: etwas sei gegen die Scheibe geknallt! Es war das Projektil des Revolvers! Es muß durch die Passage durch den Schädel (zwei Knochenschichten und die Gelatine) so verlangsamt worden sein, daß es am Kugelfang nicht wie erwartet zermatscht, sondern reflektiert und zwischen uns beiden durch bis zurück zur Scheibe geschleudert wurde. Man konnte das nachher in der Filmaufnahme sogar sehen! Hätte ich 10 cm weiter links gestanden, hätte ich jetzt eine coole Schußverletzung 😮

  10. #10 Dr. Webbaer
    21/01/2020

    Schädelmodelle aus einem besonderen Kunststoffgemisch

    Hmm, das Zungen-Schnalzen des Harald Schmidt darf sich an dieser Stelle vorgestellt werden, appetitlich, mit historischen Gegenständen sollte an dieser Stelle wohl der Pietät geschuldet nicht experimentiert werden.
    Frage :
    Lässt sich so nicht heutzutage mit den Mitteln der IT simulieren?
    MFG + weiterhin viel Erfolg!
    Dr. Webbaer

  11. #11 gedankenknick
    21/01/2020

    @rolak #7
    “Brenneke”
    Ich kenn auch so 3 Jäger persönlicher, die haben im Schnitt alle nur ne Büchse bei, wenn sie auf Schalenwild / Rehwild gehen. Bei zweien bin ich mir gar nicht sicher, ob sie überhaupt eine Flinte besitzen – wenn ja wohl nur für die jagdlichen Nachweisscheine auf der Schießanlage. Auf der dazugehörigen Internetseite ist durchaus nachzulesen, dass der Hersteller selber sagt, dass die Munition nur bis 50m effektiv ist (auch wenn gesagt wird, dass auch auf 100m kleine Gruppen möglich seien, und die “Super-Sabot auch auf 100m noch 5kJ aufweisen), aufgrund wesentlich langsameren Flugs größere Vorhalte benötigt, und daher regelmäßig auf den Schießstand separat trainiert werden muss. Spannend finde ich es allerdings ingenieurstechnisch, weil da in der Zwischenzeit teilweise unterkalibrige Projektile mit Treibkäfig verwendet werden, dies kannte ich bisher nur aus militärischer Waffentechnik – einerseits bei viel größeren Kalibern, andererseits als “Nadel-Munition” experimental bei Langwaffen, was sich m.W.n. allerdings nie durchsetzen konnte. Allerdings wenn Du schon mal den Durchschuss einer 8×54 bei einem Reh gesehen hast, frage ich mich, wieviel da bei einem Brenneke wohl zur Verwertung übrig bleibt. Nicht, dass ich das alles wegschmeißen würde – mein Hund freut sich wie wahnsinnig über jeden “Abfall” beim Zerlegen – aber wenn ich nen Reh kaufe möchte ich ja möglichst viel für meinen eigenen Bedarf haben… B.t.w., soweit ich weiß ist unterkalibrige Treibspiegelmunition für Büchsen in Deutschland für Privatbesitz und -nutzung verboten, da das verschossene Projektil anschließend natürlich keinerlei Laufmarken besitzt, und dies ist dem deutschen Gesetzgeber aus verbrechensbekämpferischer Sicht wohl äußerst suspekt. (Ich hör jetzt mal auf wegen komplett OT.)

    “.38 +- Spezial”
    Ich hatte nach “.38 wiki” gegockelt, und bin halt (nur) bei der Spezial gelandet. Wikipedia – jaja, ich weiß, Wiki ist keine Quelle – hat diesen Revolvermunitions-Eintrag dann auch so gar nicht mit 9×19 Pistole/Maschinenpisole verlinkt – nicht mal unten in der “Kaliber-Leiste”. Um auf die Energiewerte letzterer zu kommen, musste ich extra neu suchen. Aber wie ich oben schon schrieb – ich halte mich in Waffentechnik nicht für übermäßig informiert und lerne gerne dazu.

    @RPGNo1 #6
    Mein Schreibfehler ist mir tatsächlich vor dem Absenden 2x aufgefallen, und ich habe ihn irgendwie trotzdem nicht korrigiert. Muss wohl mehr als nur Freud gewesen sein…

  12. #12 Omnivor
    Am 'Nordpol' von NRW
    21/01/2020

    Da man/frau selten auf Skelette schiesst – müsste in einem realistischen Modell nicht auch Kopfhaut nachgebildet werden?

  13. #13 rolak
    21/01/2020

    alle nur ne Büchse

    Vielleicht ein Zeitproblem – meine ‘Kontaktzeit’ war so um ’80 herum. Da drüben gibts allerdings auch nen recht aktuellen Bericht inkl. (außen)Schußbild bei erlegtem Rehwild.

    nur.. Spezial

    Mehr generell.

    Wiki ist keine Quelle

    Nuja, im gewissen Sinne schon: ne QuellenQuelle. [→’citation needed’]

  14. #14 Omnivor
    Am 'Nordpol' von NRW
    21/01/2020

    Die Firma Brenneke, ob wohl in meiner Nähe ansäßig, war mir bisher unbekannt. Als ichbei WIKI erfuhr, dass Herr Brenneke als Buchversandhändler angefangen hat, war mein erster Gedanke ‘Ein Glück, daß sich Jeff Bezos nicht für die Jagd interessiert’.

  15. #15 gedankenknick
    21/01/2020

    @Cornelius Courts #10
    Danke für die ausführliche Antwort.

    Beim “Kugelfang” frage ich mich, ob es da nicht eine “schlauere” Lösung gibt, vielleicht ein paar aufgestapelte Gasbetonblöcke, die das Projektil absorbieren, vielleicht noch mit einer Steinwolle-Dämmplatte davor, um rausgeschleuderte Splitter aufzufangen… oder so etwas in der Art. Viele Beschuss-Test-Anlagen haben ja heutzutage wohl Wasserbecken / Wasservorhänge als Kugelfang – nicht nur um das Projektil möglichst unbeschädigt zurückzubekommen, sondern auch, um eben jene Querschläger möglichst komplett auszuschließen.

    Aber an dieser Geschichte sieht man auch, warum bei anderen populär”wissenschaftlichen” Formaten immer hinter Panzerglas und mit Fernauslösungs-Konstruktionen gearbeitet wird. Ich persönlich hätte mich wohl hinter einer Panzerglasscheibe mit “Handloch” positionieren wollen für solche Schüsse, und den Waffenarm hätte ich zumindest in ein Kevlar-T-Shirt gewickelt… Wie man an diversen meiner meinungsäußerungen sehen kann, habe ich erst mal nicht das große (Kontakt)Problem mit Schusswaffen an sich, würde meinen Selbstschutz aber schon mindestens auf die selbe Ebene wie die wissenschaftliche Erkenntnis stellen.

    Kann man aus reinem Selbstschutz zumindest die Kamera nicht “fernsteuern”, ausgelöst vielleicht über einen Sensor am Abzug der Waffe – oder so etwas? Ich hab mal ein Projekt gelesen, da wurde der Blitz ausgelöst durch den Kontakt von zwei auf dem Projektilweg des Luftgewehr-Diabolo liegenden (und zudurchschlagenden) Alu-Folien. Ließe sich eine ähnliche “Microschalter”-Konstruktion nicht hinter den Abzug legen, so dass zumindest der “Kameramann” aus dem Gefahrenbereich rausgehalten wird?

  16. #16 Cornelius Courts
    21/01/2020

    @Omnivor: “Da man/frau selten auf Skelette schiesst – müsste in einem realistischen Modell nicht auch Kopfhaut nachgebildet werden?”

    Ja und wie man an dem Titelbild sieht, ist der Schädel mit einer dünnen “Hautsimulans”-Schicht überzogen.
    Die ist aber nicht wirklich gut, so daß wir gerade an einem Add-On für das Modell arbeiten, das auch die Kopfschwarte nachbildet.