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Projekt Icarus Tierbeobachtung aus dem All

Welche Routen nehmen Zugvögel, wenn sie zu ihrem Winterquartier und wieder zurück fliegen? Das soll das Projekt Icarus klären, und zwar von der Internationalen Raumstation ISS aus. Die Forschung dient dem Artenschutz - aber nicht nur.

Stand: 16.08.2018

Internationale Raumstation ISS | Bild: NASA

"Icarus" steht für Internationale Kooperation zur Beobachtung von Tieren aus dem Weltraum (International Cooperation for Animal Research Using Space). Um die Bewegungen von Tieren wie Störchen, Amseln, Fledermäusen und Wasserschildkröten verfolgen zu können, werden sie mit Minisendern ausgerüstet und die Messdaten an eine Empfangsstation im All übertragen - und zwar an die Internationale Raumstation (ISS). Im Oktober 2017 wurde bereits ein Bordcomputer zur ISS transportiert und am 15. Februar 2018 eine Antenne zum Empfang der Signale. Am 15. August 2018 wurde diese Antenne bei einem Außeneinsatz von zwei russischen Kosmonauten an der ISS angebracht. Nach einer Testphase kann das Projekt Icarus voraussichtlich Anfang 2019 beginnen.

Die Funktion der ISS bei Icarus

Die Internationale Raumstation fliegt alle 90 Minuten um die Erde, jedes Mal auf einen anderen Bahn. Nähert sich die ISS einem Minisender, erwacht dieser aus dem energiesparenden Standby-Modus und funkt Daten an die Raumstation. Dafür hat der Sender drei Sekunden Zeit, dann ist die ISS außer Reichweite.

Der "Icarus"-Minisender

Die Bauteile des Icarus-Minisenders

Die Icarus-Minisender sind Spezialanfertigungen, denn sie müssen extrem klein, überaus robust und äußerst leistungsstark sein, um auch nach Monaten oder Jahren und bei jedem Wetter Daten an eine bis zu 800 Kilometer entfernte Empfangsstation im Weltall funken zu können. Die Sender haben GPS, einen Lithium-Ionen-Akku und Solarzellen auf dem Gehäuse, mit denen der Akku wieder aufgeladen wird. Die Sender sind nur fünf Gramm schwer und etwa so groß wie eine Eurocent-Münze, damit sich überwachte Tiere weiterhin ungehindert bewegen können.

Maximal fünf Prozent des Körpergewichts

Die Sender sind nur fünf Gramm schwer und etwa so groß wie eine Eurocent-Münze.

Generell darf ein Sender nicht mehr als fünf Prozent des Körpergewichts eines Tieres ausmachen. Nach eigenen Angaben werden bei Icarus nur Projekte ausgewählt, bei denen der zu erwartende Nutzen die möglichen Folgen für die Tiere überwiegt. Jede Studie muss im Vorfeld von den zuständigen Behörden genehmigt und so durchgeführt werden, dass die Ergebnisse die größtmögliche Aussagekraft besitzen. Die Forschungsergebnisse werden in die Online-Datenbank MoveBank eingespeist und sind frei zugänglich.

Bekannte Routen retten Vögel

Das Wissen, wie und wohin Zugvögel fliegen, lässt sich zu ihrem Schutz nutzen. Manchmal kommt es vor, dass im Frühjahr deutlich weniger Vögel als im Vorjahr von dort zurückkehren, wo sie den Winter verbracht haben. Wissenschaftler können dann mithilfe der Senderdaten die bevorzugten Rastplätze der Zugvögel erkennen und anregen, dort Schutzgebiete einzurichten.

LBV wartet auf kleinere Sender

Eine Amsel mit Icarus-Minisender

Im Laufe der nächsten drei Jahre soll das Gewicht der Sender auf nur noch ein Gramm sinken. Darauf hofft auch der Landesbund für Vogelschutz in Bayern (LBV). Mit so leichten Sendern wäre es möglich, auch kleine Vögel wie den Ortolan mit einem Sender zu versehen. Bei dieser Art ist die Population in Bayern innerhalb von 14 Jahren um mehr als die Hälfte geschrumpft. Der LBV betreibt deshalb ein Artenhilfsprogramm für den Ortolan und wüsste gern mehr darüber, wo sich die verbliebenen Vögel wann wie lange aufhalten. Auch Fledermäuse würde der LBV gerne mit Sendern ausstatten. Bei ihnen ist allerdings nicht nur das Gewicht des Senders eine Herausforderung, sondern auch dessen Energieversorgung. Der Akku wird von Solarzellen wieder aufgeladen. Fledermäuse sind allerdings nachtaktiv und zeigen sich daher nur selten im Sonnenlicht.

Einsatz gegen Vogelgrippe

In Zukunft soll Icarus auch die Ausbreitung von Infektionskrankheiten verhindern oder zumindest eindämmen. Dazu werden von der ISS aus die Positionsdaten von Enten gesammelt. Milliarden Vögel brüten im Sommer in Sibirien und verbringen den Winter in Afrika oder Südostasien. Was sie in der Zeit dazwischen tun und welche Routen sie fliegen, ist jedoch kaum bekannt. Diese Informationen wären aber hochinteressant, denn Enten können ansteckende Krankheiten wie die Vogelgrippe und antibiotikaresistente Bakterien übertragen. Die Icarus-Forscher planen deshalb, Enten in Sibirien auf Krankheitserreger zu testen und mit Sendern auszustatten. Anschließend wollen sie die Flugrouten der Vögel verfolgen, um zu sehen, wie sich Krankheitserreger unter den Tieren ausbreiten.

Tiere warnen vor Erdbeben

Elefanten können möglicherweise Erdbeben im Voraus spüren.

Auch als Frühwarnsystem bei Naturkatastrophen soll Icarus zum Einsatz kommen. Manche Tiere verhalten sich vor Erdbeben und Vulkanausbrüchen merkwürdig. Vor dem verheerenden Seebeben 2004 in Südostasien flohen etwa in Sri Lanka Elefanten ins Landesinnere. Einige Menschen folgten ihnen und retteten so ihr Leben. Das Max-Planck-Institut für Ornithologie in Radolfszell möchte nun testen, ob Tiere als biologisches Frühwarnsystem für Naturkatastrophen dienen können. Die Wissenschaftler haben bereits die Bewegungen von Ziegen am Ätna mit Sendern verfolgt und ihr Verhalten kurz vor Vulkanausbrüchen studiert. Mit den Icarus-Sendern wollen sie in Zukunft auch Tiere beobachten, die in abgelegenen oder unbewohnten Regionen leben.

Ein "Handy" für die Störche

Störche lassen sich schon länger per Funk verfolgen, weil sie große Vögel sind und deshalb auch größere Sender tragen können.

Schon vor Icarus haben Forscher die Flugrouten von Vögeln verfolgt. Andrea Flack und Máté Magy vom Max-Planck-Institut für Ornithologie etwa haben im Frühjahr 2014 eine Gruppe von 27 Störchen besendert, die gemeinsam in den Süden geflogen ist. Jetzt nach vier Jahren und einer detaillierten Auswertung der GPS-Koordinaten und Bewegungsdaten können sie am 24. Mai 2018 erste Ergebnisse präsentieren: In der Reisegruppe der Störche gibt es Leitvögel. Diese leiten die Gruppe zu Regionen mit günstiger Thermik, wo die Vögel von der aufsteigenden Warmluft in die Höhe gezogen werden. So können sie von aktivem Flug in Segelflug übergehen und dabei viel Energie sparen.

Suche nach der günstiger Thermik

Energiesparer kommen weiter.

Die Auswertung der GPS-Daten zeigt die Flugbahnen der Leitvögel genau. Diese müssen ihre Bahnen immer wieder anpassen, erklärt Máté Nagy. Die nachfolgenden Tiere sind langsamer und verlieren schneller an Höhe. Um den Anschluss an die Gruppe nicht zu verpassen, müssen sie deshalb häufiger mit den Flügeln schlagen. Noch etwas können die Biologen nach Analyse der Daten vorhersagen: Die effizienteren Flieger reisen bis nach Westafrika, während die schlechteren Flieger in Südeuropa überwintern.

Segelflieger fliegen bis Nordafrika

Von den Flugfähigkeiten hängt nicht nur die Position innerhalb der Gruppe ab. Wie lange ein Vogel im Segelflug dahingleiten kann, verrät offensichtlich auch, wo er den Winter verbringen wird. Tiere, die viel mit den Flügeln schlagen, nehmen die rund 1.000 Kilometer lange Route nach Südspanien, wo sie auf Müllhalden ausreichend Nahrung finden können. Leittiere dagegen, die mit weniger Flügelschlägen auskommen, fliegen fast 4.000 Kilometer bis nach Nordafrika. "Der Weg und das Ziel eines Storchs hängen also unter anderem auch davon ab, wie effizient er fliegen kann", so Martin Wikelski, Direktor am Max-Planck-Institut für Ornithologie.

"Die Flugeigenschaften sind für die Position innerhalb der Gruppe von so zentraler Bedeutung, dass wir schon wenige Minuten nach dem Abflug eines Vogels im Herbst vorhersagen können, ob er in Europa überwintern oder nach Westafrika weiterfliegen wird."

Andrea Flack, Max-Planck-Institut für Ornithologie


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