Vogelflug
Den Geheimnissen des Vogelflugs auf der Spur: Vom Schreibtisch aus Tiere beobachten – dieses Ziel verfolgt das Projekt Icarus. | Foto: Jana Behr / stock.adobe.com

Das Projekt Icarus

ISS überwacht tierische Spürnasen

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Das Projekt Icarus ist eine internationale Kooperation zur Beobachtung von Tieren aus dem Weltraum. Mit Miniatursendern ausgestattet sollen Zigtausende Tiere künftig wichtige Daten liefern. Denn ihr „sechste Sinn“ kann als Vorwarnsystem für Naturkatastrophen dienen. 

Tiere sind außergewöhnliche Lebewesen. Als im Dezember 2004 mehrere Tsunamis über Länder am Indischen Ozean hereinbrachen und 230 000 Menschen Opfer der mörderischen Monsterwellen wurden, zeigte sich, was in einem alten indonesischen Kinderlied geraten wird: „Wenn die Tiere verrücktspielen, lauf weg vom Meer und geh ins Hochland“.

Vorwarnsystem für Naturkatastrophen?

Anzeichen für die drohende Katastrophe gab es viele – nicht nur das Wasser, das sich in Sekundenschnelle zurückzog, um wenig später mit ungeheurer zerstörerischer Wucht zurückzukehren. Elefanten trampelten urplötzlich auf den staubigen Boden und versuchten, sich von ihren Ketten zu befreien, als würden sie um ihr Leben fürchten. Im Yala-Nationalpark auf Sri Lanka stürmten Leoparden und andere Tiere auf Hügel hinauf. Vögel stiegen verschreckt auf und flogen landeinwärts. Alles Zufall oder Beleg dafür, dass unsere tierischen Mitbewohner über eine Art Vorwarnsystem für Naturkatastrophen verfügen?

Der „sechste Sinn“ der Tiere

Martin Wikelski, Direktor am Max-Planck-Institut für Ornithologie in Radolfzell, hat den sprichwörtlichen „sechsten Sinn“ der Tiere bei Feldstudien auf Sizilien erlebt. Sein Team stattete rund um den Ätna lebende Ziegen mit Sendern aus, zeichnete mehrere Jahre lang die Wanderungen der Hornträger auf und verglich dieses Bewegungsprofil mit vulkanischen Aktivitäten. Das Ergebnis der Forschung: Mehrere Stunden vor einem Vulkanausbruch waren die Tiere ungewöhnlich aktiv; sie scheinen den teuren Messgeräten der Wissenschaft einiges vorauszuhaben.

Martin Wikelski, Direktor am Max-Planck-Institut für Ornithologie in Radolfzell.
Icarus ist sein Baby: Martin Wikelski, Direktor am Max-Planck-Institut für Ornithologie in Radolfzell. | Foto: DLR

Besser als hochempfindliche Apparaturen

Doch was bemerken Tiere, das hochempfindlichen Apparaturen entgeht? Um dies besser zu verstehen, braucht es die Beobachtung und Überwachung Abertausender tierischer Individuen. „Wir wissen, dass Tiere erst im Kollektiv das entfalten können, was wir gerne den sechsten Sinn nennen“, sagt Wikelski, der seit vielen Jahren zu globalen Tierwanderungen forscht und Störche zu diesem Zweck mit GPS-Sendern ausstattete.

Große Vögel wie Störche können bei ihrem Flug gen Süden über das Handynetz begleitet werden, ebenso Elefantenherden bei ihrem Marsch durch die Savanne, oder Menschenaffen die sich von Baum zu Baum hangeln. Doch das ist ein teurer Spaß: Die Daten reisen über Handy-Funknetze rund um den Globus. Doch wenn Funklöcher in dünn besiedelten Gebieten hinzukommen oder Tiere zu klein sind für Handy-Sender, stößt wissenschaftliches Arbeiten schnell an Grenzen.

Künftig sollen die Signale der miniaturisierten Sender 400 Kilometer über der Erdoberfläche aufgefangen werden, von einer eigenen Empfangsstation auf der Internationalen Raumstation (ISS). Das Projekt Icarus (International Cooperation for Animal Research Using Space) macht es möglich.

Der Datenempfänger im All

Die kühne Idee eines Datenempfängers im All kam dem Biologen und Ornithologen schon zu Beginn des Jahrtausends. Er stellte das Projekt der US-Raumfahrtbehörde Nasa vor – und blitzte erst mal ab. Die russische Raumfahrtbehörde Roscosmos war aufgeschlossener, und so ist das Millionenprojekt nun die gemeinsame Aufgabe des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, der Max-Planck-Gesellschaft und ihrer russischen Partner.

Minisender wiegen nur wenige Gramm

Künftig sollen für das Projekt Icarus Zehntausend tierische Spürnasen auf der ganzen Welt mit den Minisendern bestückt werden; die kleinsten bringen es auf unter fünf Gramm auf der Waage und sind kaum größer als eine Ein-Cent-Münze. Vögel werden diesen „Rucksack“ tragen, genauso wie Reptilien, Fische, in einigen Jahren womöglich sogar Heuschrecken und Fledermäuse. „Wir warten auf den Startschuss, um mit der dreimonatigen Testphase beginnen zu können“, bestätigt Uschi Müller, Projekt-Koordinatorin bei Icarus.

Auch unser Mann im All, „Astro-Alex“, hat seinen Beitrag zu diesem deutsch-russischen Experiment geleistet. Während seines dreimonatigen Arbeitseinsatzes auf der ISS montierten zwei russische Kosmonauten während eines siebenstündigen Weltraumspaziergangs die 150 Kilo schwere Antenne; sie gleicht einem gewaltigen Datenstaubsauger. Informationen über die exakten Flugrouten der Vögel, über ihre Körpertemperatur, über das Reisetempo – all das interessiert die Wissenschaftler des Icarus-Projektes.

Weltumspannendes Netzwerk

Sie träumen von einem weltumspannenden Netzwerk von Tieren. „Das System ist in der Lage, 120 Sender auf einmal auszulesen. Die Daten lassen Rückschlüsse darauf zu, ob ein Tier gerade frisst, fliegt, rastet, ob es krank oder gesund ist“, so die Projekt-Koordinatorin.

Der daumennagelgroße Minisender mit einer Speicherleistung von 500 Megabyte ist ein kleines Wunderwerk. Schon seit langem statten Wissenschaftler Tiere mit Sendern aus, um beispielsweise deren Wanderungen zu dokumentieren. Diese Modelle sind allerdings oft recht groß, dementsprechend schwer und wegen des hohen Energiebedarfs kurzlebig.

Der Icarus-Sender ist preiswert

Der Icarus-Sender, der zudem noch deutlich preiswerter ist und auch bei kleinen Vögeln wie Amseln eingesetzt werden kann, wurde dagegen auf minimalen Energieverbrauch ausgelegt. Die meiste Zeit befindet sich der Sender im „Standby“-Modus – um anschließend den Aufenthaltsort seines Trägers mit einer Genauigkeit von wenigen Metern zu bestimmen und Signale zur ISS zu funken. 500 Euro kostet die Spezialanfertigung im Kunststoffgehäuse, „und wir arbeiten daran, den Preis weiter zu senken“, so Uschi Müller.

Vom Schreibtisch aus Schwärme von Tieren beobachten: Wikelski, der jahrelang in den USA forschte und 2007 ans Max-Planck-Institut für Ornithologie in Radolfzell wechselte, setzt große Hoffnungen in sein „Baby“. Die außergewöhnliche Sinnesleistung der Tiere taugt nicht nur als lebendes Frühwarnsystem; das Wissenschaftsprojekt Icarus soll auch die Erkenntnisse über die tierischen Erdenbewohner erweitern.

Amsel mit Sender
Leichtgewicht: Nur wenige Gramm wiegt der Sender für das Projekt Icarus auf der Amsel. | Foto: J Stierle

Mehr Wissen über Zugvögel

Beispiel Zugvögel: Ihre Zahl nimmt dramatisch ab, ohne dass Forscher genau sagen können, warum und wohin sie verschwinden. Nur die detaillierte lebenslange Beobachtung kann Antworten geben – wie im Fall des Präriebussards.

Früher zählte der Greifvogel zum alltäglichen Bild im Westen Nordamerikas, wenn er stundenlang auf den Pfosten der Weidezäune saß und nach Beute Ausschau hielt. Im Winter flogen die Tiere in großen Schwärmen nach Argentinien. Mitte der 1990er Jahre verschwanden die Bussarde plötzlich. Nur mit Hilfe von Sendern war zu klären, was dem Segler zum Verhängnis wurde: die mit Pestiziden gespritzten Felder in seinen Überwinterungsquartieren. Über die Nahrungskette hatten die Vögel die Gifte aufgenommen. Mehrere zehntausend Vögel sind Schätzungen zufolge auf diese Weise verendet.

Tierarten schützen und retten

Das Beispiel des Präriebussards zeigt: Wer Tierarten schützen, gar retten will, muss mehr über sie wissen. Das gilt besonders für jene Vertreter, die viel unterwegs sind – also Zugvögel, Meeresbewohner oder bestimmte Säugetiere. „Wenn wir hier nicht schnell Antworten bekommen, damit wir Gegenmaßnahmen ergreifen können, wird es für viele Arten zu spät sein“, betonte Wikelski in einem Interview.

Biologisches Frühwarnsystem

Die Forschung dient aber nicht nur dem Schutz tierischer Mitbewohner, sie nutzt auch dem Menschen. Mit Icarus soll die Ausbreitung von Infektionskrankheiten verhindert oder zumindest eingedämmt werden. In Flugzeugen und Schiffen reisen Bakterien und Viren als blinde Passagiere um den Globus.

Doch auch Tiere kommen als Transporteur in Betracht. Zwischen 2005 und 2010 verglich ein internationales Forscherteam das Vorkommen des auch für den Menschen gefährlichen Vogelgrippe-Virus mit den Flugrouten von Streifen- und Brandgänsen: Es stellte erschreckende Übereinstimmungen fest.

Im Gegensatz zu vielen Vorurteilen sind Flughunde keine Überträger des Ebola-Virus. Sie können den Menschen durch die Antikörper auf die Ebola-Erreger in ihrem Körper aber anzeigen, wo sich das Virus verbirgt – auch wenn es gerade keine Krankheitsausbrüche gibt. Mit genaueren Informationen zu den Flugrouten der Fledermäuse könnte man endlich die Brutstätten und Wirtstiere von Ebola finden.

Internationale Raumstation ISS
Die Internationale Raumstation spielt für das Forschungsprojekt Icarus eine entscheidende Rolle. | Foto: Nasa Johnson

Nach ISS kommen andere Satelliten

Wie lange die ISS als zentraler Datenstaubsauger fungieren kann, steht in den Sternen. Die Verträge zum Betrieb des 450-Tonnen-Kolosses laufen nur bis zum Jahr 2024; die Russen wollen jedoch voraussichtlich bis 2028 bleiben. Der Radolfzeller Ornithologe ist sicher, dass in zehn Jahren auch andere Satelliten Daten für Icarus sammeln werden.

Bis dahin ist aber noch viel Zeit: Zeit, um Papageien in Nicaragua, Ziegen in Mittelitalien oder Bären in Kamtschatka zu besendern. 150 Forschungsprojekte stehen in den Startlöchern, um mittels tierischer Spürnasen das Wissen über die Welt zu vertiefen und neue Erkenntnisse zum biologischen Frühwarnsystem, zu Klimawandel und gefährlichen Erregern zu sammeln.

Tüffteln am Gewicht der Sender

16 Mal umkreist die ISS jeden Tag die Erde,  ihre Bahn verschiebt sich dabei jedes Mal um 2 500 Kilometer nach Westen. Bislang werden vor allem Signale aus Regionen empfangen, die zwischen dem 55. nördlichen und südlichen Breitengrad liegen. Um im Zuge des Projektes Icarus die wissenschaftlich interessanten Regionen über dem 55. Breitengrad zu erschließen, wie beispielsweise Kanada oder Sibirien, wird es weitere Satelliten brauchen.

Und natürlich wird auch am Gewicht der Sender getüftelt werden. Ein Gewicht von fünf Gramm ist für die allermeisten Vogel- und Säugetierarten noch immer viel zu schwer. Die nächste Generation der Icarus-Sender soll nur noch ein Gramm wiegen.