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Deutsch-russische Kooperation für Tierbeobachtung aus dem All

ICARUS-Antenne ist auf dem Weg zur Internationalen Raumstation

Start der Sojus-Rakete zur ISS am 13. Februar 2018
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Dienstag, 13. Februar 2018

Aufatmen und Freude am Kosmodrom im kasachischen Baikonur, im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn und im Max-Planck-Institut für Ornithologie (MPIO) in Radolfzell am Bodensee: eine russische Sojus 2-1A-Rakete ist am 13. Februar 2018 um 9.13 mitteleuropäischer Zeit (MEZ, 14.13 Uhr Ortszeit) mit der Antenne für das deutsch-russische Kooperationsprojekt ICARUS (International Cooperation for Animal Research Using Space)  an Bord zur Internationalen Raumstation aufgebrochen und soll die ISS am 15. Februar 2018 um 11.45 Uhr MEZ erreichen. "Der russische Progress-Raumfrachter MS-08 hat etwa 2500 Kilogramm Gepäck an Bord, wovon auf ICARUS - das technisch modernste Projekt zur globalen Tierbeobachtung aus dem All - etwa 200 Kilo entfallen", erklärt Johannes Weppler, ICARUS-Projektleiter im DLR Raumfahrtmanagement in Bonn. "Wir sind sehr froh, dass ICARUS nach mehreren Jahren intensiver Vorbereitung in seine operationelle Phase tritt und die dafür notwendige Hardware - die Antenne und der On-Board-Computer - nun bald am Swesda-Modul im russischen Segment der Raumstation angekommen sind.“ Der Computer war bereits am 14. Oktober 2017 mit einer Sojus-Rakete zur ISS transportiert worden.

ICARUS möchte globale Wanderbewegungen von Tieren erforschen - im Fokus sind zunächst Kleintiere wie Vögel, Fledermäuse oder Flughunde. Winzige, weniger als fünf Gramm leichte, an den Tieren angebrachte Sender - sogenannte Tags - sammeln Informationen über deren Wanderverhalten und funken sie zur ISS. "Eingetragen in eine Datenbank sollen sie dabei helfen, Tiere zu schützen, unser Klima und die Ausbreitung von Krankheiten besser zu verstehen sowie nachhaltigere Landwirtschaft zu betreiben“, verdeutlicht DLR-Projektleiter Weppler Sinn und Zweck. Denn Tiere reagieren - im Gegensatz zum Menschen - oftmals viel früher und sensibler auf Umweltveränderungen.

Im April soll der ICARUS-Computer in der ISS in Betrieb genommen werden. Funktioniert dieser wie erwartet, ist für den 8. August 2018 ein Außenbordeinsatz der Kosmonauten Oleg Artemjew und Sergei Prokopjew zur Installation der Antenne am Swesda-Modul geplant. Prokopjew soll im Juni mit dem deutschen ESA-Astronauten Alexander Gerst zur Internationalen Raumstation fliegen. Der Antennenblock besteht aus drei bis zu zwei Meter langen Empfangs- und einer Sendeantenne. Die Empfangsantennen können weltweit die Daten von mehr als 15 Millionen Sendern empfangen, die sich irgendwo auf der Erde bewegen.

Auf der Erde sammeln die an den Tieren befestigten Tags Informationen über das Tierverhalten. Dafür speichern sie zum Beispiel GPS-, Beschleunigungs- und Umweltdaten. Um Energie zu sparen und somit die Lebensdauer zu erhöhen, werden die Sende- und Empfangsmodule der Tags die meiste Zeit in einen Schlafmodus versetzt. Da in den kleinen Geräten auch die Daten der aktuellen ISS-Umlaufbahn gespeichert sind, "wachen" sie erst bei einem Überflug der Raumstation auf. Dann senden sie ihre Daten zur Antenne im Orbit. Über den ICARUS-Computer werden die Informationen dekodiert und zur russischen ISS-Bodenstation in Moskau weitergeleitet. Von dort werden sie in die wissenschaftliche Datenbank Movebank.org eingespeist, die vom Max-Planck Institut und der Universität Konstanz entwickelt wurde. Das hauptsächlich von deutschen KMU entwickelte Gesamtsystem soll dabei präziser und zuverlässiger als alle bisherigen Systeme arbeiten, und zudem fundamental bessere Daten von Tieren liefern. Deutsche und russische Wissenschaftler versprechen sich von den Daten nicht nur neue Aussagen über die Lebensweise der Tiere, sondern erwarten damit auch Erkenntnisse zur Verbreitung von Seuchen (zum Beispiel Vogelgrippe, Ebola), zur Auswirkung des Klimawandels und zum Zusammenspiel von Tierwanderungen und der Nahrungssicherheit in kritischen Regionen.

Der Sender für die Tiere des Projekts ICARUS wiegt 5 Gramm. Wie er aussieht und funktioniert erklärt Martin Wikelski von der Max-Planck-Gesellschaft an einem besonderen Ort: Am Baum, bzw. Bäumchen von Alexander Gerst in der Allee der Kosmonauten in Baikonur.

Wissenschaftlicher Leiter des Projekts ist Prof. Martin Wikelski, Direktor des Max-Planck-Instituts für Ornithologie. Er hat mit seinem Team viele Jahre auf den Start von ICARUS hingearbeitet: "Das ist ein Meilenstein und ein für mich einmaliges Erlebnis. Ab Juni 2018 werden wir an 35 Orten in Deutschland zunächst Amseln mit unseren Minisendern ausstatten. So wollen wir herausfinden, wo sie leben, wohin sie fliegen, wo sie sterben, und wie wir unsere Vögel beschützen können“.

  • ICARUS - Technologiedemonstration zur Erforschung von Tiermigrationen

    Für das ICARUS-Projekt arbeiten zahlreiche Wissenschaftler weltweit sowie die Raumfahrtagenturen aus Deutschland und Russland zusammen. Geführt wird das internationale Wissenschaftskonsortium vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Radolfzell am Bodensee. Seit Dezember 2013 finanziert die Max-Planck-Gesellschaft die Miniaturisierung der Sender für das Projekt. Mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) unterstützt das DLR Raumfahrtmanagement die Erprobung der neuen Sender und der dazugehörigen Sende- und Empfangseinrichtung auf der ISS. Zwei Jahre soll der Testbetrieb von ICARUS auf der ISS dauern; unmittelbar nach dem für den 8. August 2018 geplanten Außenbordeinsatz und dem Einschalten und Testen des ICARUS Empfängers starten Projekte mit Amseln, Tauben, Enten und Flughunden - zahlreiche Vorhaben sind bereits weltweit ausgewählt. Mehrere Tausend Tiere sollen mit den Tags ausgestattet werden. Gleichzeitig beginnen 16 wissenschaftliche Projekte in Russland. Bewährt sich die ICARUS-Technologie, soll in weiteren Schritten die Größe der Sender weiter verringert werden. Außerdem soll eine kompakte Sende- und Empfangshardware entwickelt werden, die auf anderen Satelliten "Huckepack" als so genannte Hosted Payload mitfliegen könnte, damit das Beobachtungsnetz noch engmaschiger und zuverlässiger werden kann.