Martin Wikelski steht unter Strom. Vor rund 18 Jahren hat er das Projekt Icarus erdacht und konzipiert. Und nun steht die Beobachtung von Tierbewegungen aus dem All kurz vor dem Start. Wie fühlt sich das an – fast zwei Jahrzehnte auf etwas hinzuarbeiten und dann endlich den Beginn zu erleben? „Das ist wie ein Traum“, sagt der Direktor am Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie in Radolfzell am Bodensee. „Man sitzt da und träumt jahrelang immer bloß – und dann denkt man: Moment, jetzt wird das wirklich Wirklichkeit, das kann doch nicht sein! Wir können es noch gar nicht fassen.“

Martin Wikelski, Direktor am Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie, hält einen besenderten Flughund in der Hand im Kasanka-Nationalpark.
Martin Wikelski, Direktor am Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie, hält einen besenderten Flughund in der Hand im Kasanka-Nationalpark. | Bild: Christian Ziegler

Die Idee hinter Icarus (International Cooperation for Animal Research Using Space): Verschiedene Tiere – etwa Zugvögel, aber auch Bären oder Ziegen – sollen mit Mini-Sendern ausgestattet und mit Hilfe der Internationalen Raumstation ISS aus dem All beobachtet werden. Wikelski und sein Team erhoffen sich davon Aufschluss über die Wanderrouten von Tieren auf der Erde.

Der Nutzen der Sache: Zum einen kann sie zum Artenschutz beitragen, etwa indem man Schutzzonen anpasst und verbessert. Zum anderen zum Schutz von Menschen – denn Tiere können bei ihren Wanderungen etwa auch Krankheitserreger verbreiten. Das Wissen über ihre Routen könnte helfen, Epidemien vorzubeugen, einzudämmen oder zurückzuverfolgen. Zudem könnte Icarus als Frühwarnsystem für Naturkatastrophen wie Erdbeben und Vulkanausbrüche dienen. Denn bereits in der Vergangenheit gab es Hinweise darauf, dass Tiere sich vor solchen Ereignissen auffällig verhalten, etwa unruhig werden. So hat man beobachtet, dass am Vulkan Ätna auf Sizilien Ziegen unruhig wurden. Diese Bewegungen kann man von der ISS aus aufzeichnen.

Eine Amsel trägt einen der neuen, unter fünf Gramm schweren Icarus-Sender.
Eine Amsel trägt einen der neuen, unter fünf Gramm schweren Icarus-Sender. | Bild: Max Cine

Das Besondere an Icarus sei, dass die Daten, die die vielen Sender sammeln, zusammengeführt würden, sagt Wikelski. Durch die Kombination aller Informationen erhalte man ein völlig neues Verständnis vom Leben auf der Erde. „Wir können in diesem Tierkollektiv Sachen messen, die wir vorher einfach nie sehen konnten“, sagt Wikelski. „Es ist im Endeffekt der sechste Sinn der Tiere, den wir abgreifen.“

Die Nasa winkte zunächst ab

Anfangs hatte Wikelski seine Idee der US-Raumfahrtbehörde Nasa vorgestellt – die allerdings ablehnte. 2014 stieg stattdessen die russische Raumfahrtagentur Roskosmos mit ein. Auch die Max-Planck-Gesellschaft, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Universität Konstanz sind maßgeblich beteiligt. Die deutschen Partner finanzieren die Entwicklung der Technik, die Russen kümmern sich um den Transport und die Installation im All.

Im vorigen August wurde die Icarus-Antenne bei einem Außenbordeinsatz am russischen Segment der ISS installiert. In den nächsten Jahren sollen mehrere Zehntausend Tiere mit den Sendern ausgestattet werden. Diese übermitteln nicht nur die Position eines Tieres, sondern auch seine Beschleunigung, die Ausrichtung zum Magnetfeld der Erde, die Umgebungstemperatur sowie Luftdruck und Feuchtigkeit.

Dabei wiegen die zwei Quadratzentimeter kleinen Sender für die Tiere nur fünf Gramm. „Gerade mal so groß wie ein Daumennagel, werden sie mit Solarenergie betrieben und beherbergen eine komplexe Sende- und Empfangseinheit sowie Sensoren zum Aufzeichnen der Tierbewegungen und einen Datenspeicher“, heißt es beim DLR.

Daten wandern von der ISS über Moskau nach Konstanz

Die Kommunikation zwischen Sender und ISS-Antenne beschreibt das DLR so: Sobald sich die ISS im Erdorbit einem besenderten Tier nähert, weckt ein integrierter Timer den Sender aus dem Energiespar-Modus. Der Sender berechnet dann, wann die Raumstation vorbeikommt. Zu diesem Zeitpunkt schaltet sich der Sender ein und übermittelt die aufgezeichneten Daten an die ISS. Von dort werden sie zum Kontrollzentrum in Moskau gesendet, von wo aus sie zum Icarus-Nutzerdatenzentrum in Konstanz weitergeleitet werden. „Dort speisen Wissenschaftler die Daten in eine weltweite Datenbank für Tierbewegungen, die sogenannten Movebank, ein“, schreibt das DLR. „So werden sie für die wissenschaftliche Nutzung zugänglich.“

Wenn nun am Mittwoch der Icarus-Computer auf der ISS hochgefahren wird, testet das Programm zunächst das gesamte System samt Anschlüssen und Antenne. Anschließend misst das System mithilfe der Antenne etwa zwei Wochen lang das elektronische Rauschen auf der Erde, um später die Signale der Tiersender zuverlässig herausfiltern zu können. Ab November geben die Forscher um Wikelski und Projektkoordinatorin Uschi Müller dann zunächst Hunderte Sender an kooperierende Forscherteams – etwa in Russland – aus. In den kommenden Jahren sollen Tausende Sender verteilt werden, deren Signale von der ISS-Antenne empfangen und weitergeleitet werden.

Beteiligte am Icarus-Projekt

  • Max-Planck-Institut für Ornithologie (MPIO): Martin Wikelski ist einer der beiden Direktoren des Instituts, das auch unter dem Namen „Vogelwarte Radolfzell“ bekant ist.
  • Universität Konstanz: Martin Wikelski ist auch Honorarprofessor an der Universität Konstanz. Icarus ist dabei Teil eines großen Forschungsbereiches: 2018 wurde der Grundstein für das achtstöckige Gebäude „Center for Visual Computing of Collectives“ (VCC) zur Erforschung von Schwarm- und Kollektivverhalten gelegt. Es soll 2021 fertig sein und als Spitzenforschungszentrum 120 Biologen und Informatiker versammeln.
  • Raumfahrtbehörden: Für den Transport und die Installation der Module an der ISS war die russische Raumfahrtagentur Roskosmos zuständig. Die Europäische Weltraumbehörde Esa und das Deutsche Luft- und Raumfahrtzentrum (DLR) unterstützen das Projekt. (dod)