10. März 2020

Tier­wan­de­run­gen aus dem All be­ob­ach­ten: ISS-Ex­pe­ri­ment ICA­RUS geht an den Start

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Störche legen auf ihren Zugrouten lange Strecken zurück.
Zug­vö­gel wie Stör­che le­gen auf ih­ren Rei­sen hun­der­te von Ki­lo­me­tern zu­rück
Bild 1/4, Credit: MPG/MaxCine/C. Ziegler

Zugvögel wie Störche legen auf ihren Reisen hunderte von Kilometern zurück

Mit­hil­fe des ISS-Ex­pe­ri­ments ICA­RUS wol­len For­scher die all­jähr­li­chen Zug­we­ge der Vö­gel und an­de­rer Wild­tie­re er­for­schen. Hier­für wer­den die Tie­re mit ei­nem Sen­der (Tag) ver­se­hen, der ih­re Po­si­ti­ons­da­ten an die In­ter­na­tio­na­le Raum­sta­ti­on sen­det.
Miniatursender Experiment ICARUS
Mi­nia­tur­sen­der für das Ex­pe­ri­ment ICA­RUS
Bild 2/4, Credit: MPG/MaxCine/J. Stierle

Miniatursender für das Experiment ICARUS

Für das Ex­pe­ri­ment ICA­RUS wer­den ver­schie­de­ne Tier­ar­ten mit Mi­nia­tur­sen­der (Tags) aus­ge­stat­tet. Die­se die­nen da­zu, die Be­we­gungs­da­ten zu er­mit­teln und Wan­der­rou­ten von Wild­tie­ren zu er­mit­teln. So­bald sich die In­ter­na­tio­na­len Raum­sta­ti­on in Funk­reich­wei­te der Sen­der be­fin­det, wer­den die Da­ten an die zur ISS ge­sen­det.
Flughunde schwärmen zur Nahrungssuche aus
Flug­hun­de schwär­men zur Nah­rungs­su­che aus
Bild 3/4, Credit: MPG/MaxCine/C. Ziegler

Flughunde schwärmen zur Nahrungssuche aus

Flug­hun­de le­gen bei der Nah­rungs­su­che oft wei­te Stre­cken zu­rück. ICA­RUS soll da­bei hel­fen zu er­mit­teln, wie groß die­se Ge­bie­te sind und wo die Flug­rou­ten ver­lau­fen.
Progress-MS-13-Frachter am russischen Segment der ISS
Pro­gress-MS-13-Frach­ter am rus­si­schen Seg­ment der ISS
Bild 4/4, Credit: Oleg Skripotschka/Roscosmos

Progress-MS-13-Frachter am russischen Segment der ISS

Der Pro­gress-MS-13-Frach­ter, der den Er­satz­com­pu­ter für ICA­RUS im De­zem­ber 2019 zur ISS ge­bracht hat, ist am rus­si­schen Seg­ment an­ge­dockt.
  • Das deutsch-russische Beobachtungssystem für Tierwanderungen ICARUS wird am 10. März 2020 in Betrieb genommen.
  • In einer mehrmonatigen Testphase werden anschließend die Systemkomponenten am Boden und an Bord der Internationalen Raumstation ISS überprüft.
  • Voraussichtlich im Herbst 2020 wird ICARUS den Nutzern zur Verfügung stehen.
  • Schwerpunkte: Raumfahrt, Internationale Raumstation

Zweiter Versuch: ICARUS (International Cooperation for Animal Research Using Space), das deutsch-russische Beobachtungssystem für Tierwanderungen, das auf der Internationalen Raumstation ISS installiert ist, ist am 10. März 2020 in Betrieb gegangen. Der ursprünglich für Juli 2019 geplante Start war aufgrund eines technischen Defekts verschoben worden. Mit dem Kooperationsprojekt der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) wollen Wissenschaftler die Zugrouten verschiedener Tierarten bei ihren Wanderungen erforschen. Auf das Einschalten des Systems folgt eine mehrmonatige Testphase, in der die Sender sowie die Systemkomponenten am Boden und an Bord der ISS geprüft werden. Nach Abschluss aller Tests wird ICARUS den Nutzern voraussichtlich im Herbst 2020 zur Verfügung stehen.

Miniatursender liefern Daten ins All

Mit ICARUS wollen die Wissenschaftler die Zugbewegungen von Vögeln beobachten sowie die Wanderrouten von Säugetieren oder Insekten verfolgen. Die Informationen sollen in erster Linie für die Verhaltensforschung und den Tierschutz genutzt werden, aber auch Auskunft geben über die mögliche Verbreitung von Pflanzensamen oder Krankheitskeimen. Die wissenschaftliche Leitung für das Experiment liegt bei Prof. Martin Wikelski vom Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie in Konstanz.

Um die gewünschten Daten zu erhalten, rüsten die Forscher unterschiedliche Tierarten mit Miniatursendern, sogenannten Tags, aus. "Die Tags zeichnen die Position des Tieres und seine Bewegungen zusammen mit Umgebungsdaten, wie etwa Temperatur und Luftdruck, auf", erläutert Johannes Weppler, ICARUS-Projektleiter im DLR Raumfahrtmanagement. "Die Daten werden dann zunächst lokal gespeichert, bevor sie ins All gesendet werden." Ein integriertes Computerprogramm im Sender gleicht die Umlaufbahn der ISS mit den eigenen Positionsdaten ab. Sobald die Raumstation in Funkreichweite ist, wird das Sende- und Empfangsmodul des Tags aktiviert, welches dann Kontakt zur ICARUS-Antenne an der Außenseite der ISS aufnimmt.

Der Onboard-Computer verarbeitet die Daten und leitet sie an das russische ISS-Kontrollzentrum in Moskau weiter. Von dort werden die Daten an die deutschen und russischen Wissenschaftler verteilt. Nach einer ersten Auswertung werden die Informationen in einer Online-Datenbank, der Movebank, gespeichert. Auf diese Daten können dann auch Wissenschaftler weltweit zugreifen und eigene Analysen erstellen. Koordiniert werden sie dabei vom Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie in Deutschland und dem Institut für Geographie der Russischen Akademie der Wissenschaften.

Der Testbetrieb dauert mehrere Monate

Anfangs wird das ICARUS-System im Testbetrieb nur mit einer Bodenstation der Firma SpaceTech GmbH in Immenstaad am Bodensee kommunizieren. Die Station simuliert die Signale von Tiersendern. Nach und nach werden dann mobile Tags, später auch Sender an Tieren, hinzugeschaltet werden. Ingenieure aus Deutschland und vom russischen Partner RKK Energia messen dabei das Hintergrundrauschen im Frequenzbereich von ICARUS. So können sie mögliche Störquellen identifizieren.

Ein zweites Ziel des Testbetriebs ist die Messung der Signalstärke und der Übertragungszeit der ICARUS-Antenne, wenn sie Kommandos an die Tags sendet, um diese neu zu programmieren. Nach zwei bis drei Monaten wird der Testbetrieb auch auf das Gebiet der Russischen Föderation ausgeweitet werden. Auf diese Weise wird das Gesamtsystem feinjustiert, um eine möglichst große Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Gegen Ende der viermonatigen Testphase werden erste, auch wissenschaftlich nutzbare Daten erwartet.

Zweite Chance dank Kosmonauten an Bord der ISS

Ursprünglich war die Inbetriebnahme von ICARUS bereits für den Sommer 2019 geplant. Ein technischer Defekt im Onboard-Computer des ICARUS-Systems verhinderte dies jedoch. Dank der Kosmonauten an Bord der ISS konnte der defekte Computer ausgebaut werden. Mit einem unbemannten Sojus-Flug im September 2019 kehrte dieser dann zur Erde zurück.

Anschließend analysierten die deutschen und russischen Experten die Fehlerquelle und bereiteten gleichzeitig einen Ersatzcomputer für den Start zur ISS vor. Im Dezember 2019 schließlich hob der neue Computer mit dem russischen Frachter Progress MS-13 vom Kosmodrom in Baikonur ab und erreichte kurze Zeit später die ISS. Dort wurde er von den Kosmonauten installiert und kurz vor Weihnachten erstmals kurz eingeschaltet. Da hier alles nominal verlief, wird die Inbetriebnahme nun wieder aufgenommen.

Kontakt
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    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
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  • Prof. Martin Wikelski
    Max-Planck-In­sti­tut für Ver­hal­tens­bio­lo­gie
    Telefon: +49 7732 1501-25
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