Orbitaler „Icarus“ lauscht dem Internet der Tiere

Warum fliegen Amseln manchmal in den Süden und in anderen Jahren dann wieder nicht? Haben sie einen sechsten Sinn dafür, ob ein harter Winter naht? Können Schwärme wirklich Erdbeben und andere Katastrophen vorausahnen, wie oft behauptet wird? Vogelkundler vom Max-Planck-Instituts für Ornithologie aus Radolfzell, die Dresdner Universitätsausgründung Inradios und weitere Forschungspartner wollen der Tierwelt diese Geheimnisse nun mit Hilfe des Icarus-Projektes abringen. Dafür haben Wissenschaftler inzwischen Tausenden Vögeln und anderen Tieren winzige Funk-Rucksäcke aufgesetzt. Parallel dazu brachten Raumfahrer spezielle Antennen und einen Icarus-Rechner zur internationalen Raumstation ISS, um die Tiere zu orten. Das klappte zwar nicht auf Anhieb, unter anderem musste der Icarus-Computer zwischenzeitlich zur Erde zurückgebracht und repariert werden. Vor zwei Wochen schalteten die Astronauten dann aber endlich den orbitalen Icarus scharf. „Nachdem klar war, dass Icarus auf der ISS läuft, haben wir im Garten schnell ein Labor mit Antennen und Messgeräten aufgebaut“, berichtet Inradios-Mitgründer Marco Krondorf über jene Nacht vom 11. zum 12. März 2020. Gegen 1.30 Uhr zog dann die ISS über Dresden. „Es war ein krasser Moment für uns Ingenieure, als wir den ersten Pieps aus dem All auffingen. Immerhin haben wir sieben Jahre lang auf diesen Augenblick hingearbeitet.“ Inradios entwickelte Fünf-Gramm-Funkrucksack für Vögel: Denn die Überwachung und Vernetzung ganzer Schwärme per Satellitenfunk und GPS-Ortungstechnik zu einem „Internet der Tiere“ mag für den Menschen des Digitalzeitalters banal klingen. Tatsächlich aber waren im Vorfeld erhebliche Probleme zu lösen. Beispielsweise sind handelsübliche GPS-Geräte für Vögel viel zu schwer. Daher entwickelten die Dresdner mit ihren Partnern einen Mikro-Rucksack mit Funkmodul, Signalelektronik, Akku und Solarzelle zum Wiederaufladen. Dieses Tag genannte Gerät wiegt lediglich fünf Gramm und darf nur ganz wenig Energie verbrauchen. Die meiste Zeit befindet es sich daher im Schlafmodus. Der Tag wacht erst auf, wenn Icarus gerade im Orbit hinwegzieht und dem Tier befiehlt, seine Position zu melden. Auch muss die Elektronik mit extrem schwachen Signalen klar kommen, weil die Amsel-Sender so winzig sind und die ISS rund 400 Kilometer weit weg ist. „Allein durch die thermische Bewegung der Moleküle um uns herum sind wir immer von einer natürlichen Radiostrahlung umgeben“, erklärt Krondorf. „Die Icarus-Signale sind dagegen noch 1000 Mal schwächer.“ Nur durch neuartige Funktechniken und ausgefuchste mathematische Modelle wurde es möglich, solch schwache Signale aus dem Hintergrund-Rauschen herauszufiltern. Inzwischen tragen bereits einige Tausend Tiere weltweit die winzigen Icarus-Rucksäcke: Amseln und Papageien zum Beispiel, aber auch Schildkröten oder Elefanten im Kruger-Nationalpark in Südafrika. „Das ist schon toll, wenn man vom Büro in Dresden aus sehen kann, wo gerade Antilopen irgendwo in Afrika umherlaufen.“ Die Bewegungsmuster vergesse er allerdings immer ganz schnell, sagt der Ingenieur: „Ehrlich gesagt, habe ich in dem Moment meist mehr die Spannungskurven der Tags im Blick.“ Schwarm-Ahnungen könnten Hunderttausende retten: Für das tierische Umhergerenne und -geflatter rund um den Erdball interessieren sich ohnehin mehr die Ornithologen, Nationalparkwächter, Tierfreunde – oder auch Ärzte. Künftig möchten Seuchenexperten mit der Icarus-Technik beispielsweise Flughunde in Asien überwachen, um die Übertragungswege gefährlicher Viren zu erkennen. „Und zu guter Letzt werden wir in zehn Jahren wissen, welche Tierarten Naturkatastrophen vorhersagen können“, hofft Icarus-Missionschef Martin Wikelski vom Max-Planck-Institut für Ornithologie. „Erste wissenschaftliche Daten von Erdbeben und Vulkanausbrüchen legen nahe, dass verschiedene Tiere solche Ereignisse Stunden vorher spüren. Wenn wir diese Fähigkeiten hieb- und stichfest belegen können, würde dies in Zukunft Hunderttausenden Menschen das Leben retten.“ An Icarus beteiligt sind neben den Ornithologen aus Radolfzell und den Ingenieuren aus Dresden noch die russische Raumfahrtagentur Roskosmos, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), die Technische Universität Dresden, die Uni Konstanz, das Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie in Konstanz und viele andere Partner. Und die Dresdner haben dabei überregional für Furore gesorgt: Um sich die Satellitenfunk-Expertise der Sachsen zu sichern, hat der Münchner Messgeräte-Konzern „Rohde & Schwarz“ das Unternehmen gekauft –sieben Jahre nach der Ausgründung von „Inradios“ aus der TU. Mittlerweile umfasst das stetig wachsende Team 15 Spezialisten, die nun vor allem Hochfrequenz-Messgeräte für den Mobilfunk der 4. und 5. Generation (LTE und 5G) für die Bayern verfeinern. Ein-Gramm-Funkgeräte für Schmetterlinge geplant: Doch das Icarus-Projekt wollen die Sachsen auch künftig unterstützen. „Die Planck-Forscher möchten noch leichtere Rucksäcke, die sie auch kleinen Zaunkönigen oder sogar Insekten aufsetzen können“, berichtet Marco Krondorf. „Da geht es um solche Fragen wie: Wie schaffen es bestimmte Falter, über die Alpen zu fliegen – und warum tun sie das überhaupt? Aber dafür müssen wir unsere Funk-Tags erst mal von fünf auf ein Gramm schrumpfen.“ Smartphone-App: Den Zug der Tiere können auch Laien verfolgen: Mit der Gratis-App „Animal Tracker“ für iPhones und Android-Telefone. Von Heiko Weckbrodt

Dresdner Funktechnik vernetzt sie alle - Orbitaler „Icarus“ lauscht dem Internet der Tiere