Geschichte
ICARUS lernt fliegen
Die Geschichte von ICARUS ist die Geschichte davon, wie ein einziges Projekt die Tür zu einem neuen und komplexeren Verständnis des Lebens auf unserem Planeten geöffnet hat.
Und alles begann mit einer verrückten Frage.
URSPRUNG
Die Biologie begann damit, sich zunächst auf nur einige wenige Aspekte im Leben eines Wildtiers zu beschränken.
Bevor es Empfänger in der Erdumlaufbahn gab, die Daten von markierten Kleintieren während ihrer gesamten Lebensdauer kontinuierlich erfassen konnten, egal wo sie sich gerade aufhielten, war die Biologie oft auf wenige Beobachtungspunkte im Leben eines Wildtiers beschränkt.
Seit mehr als 30 Jahren untersucht das Team um Martin Wikelski, Direktor des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie, Wildtiere, indem es ihre Bewegungen versteht: wo sie leben, mit wem sie sich fortbewegen und wie sie sich verhalten. Ihre Forschungen haben sie auf die weit- und breitgestreuten Spuren von Tieren geführt – von wandernden Libellen an der Küste von New Jersey bis zu hoch aufragenden Giraffen im Krüger-Nationalpark. Das Verhalten der meisten Wildtiere über längere Zeiträume hinweg zu verstehen, war jedoch nur möglich, indem Schlussfolgerungen aus einer Reihe von Momentaufnahmen gezogen wurden.
Wikelski und sein Team gründeten ICARUS (International Cooperation for Animal Research Using Space), um Wissenschaftlern auf der ganzen Welt die Möglichkeit zu geben, die kollektiven Bewegungen von Wildtieren fast aller Größenordnungen über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg kontinuierlich und gleichzeitig zu beobachten. Dazu verwenden sie Tracking-Geräte, die mit Solarenergie betrieben werden und bald weniger als ein Gramm wiegen werden. Jeder Sender sammelt Daten über die Position, die Physiologie und das Mikroklima seines Trägers und sendet diese an einen Empfänger im Weltraum, der sie an einen Computer auf der Erde zurücksendet. Das ICARUS-Projekt stellt einen Paradigmenwechsel in der Biologie dar und eröffnet die Möglichkeit für neue und komplexere wissenschaftliche Untersuchungen.
MOTIVATION
Für Wikelski und sein Team war klar, dass die Aufklärung dieser dunklen Flecken ein radikales Umdenken in Bezug auf die Beobachtung von Tieren erforderte.
Bislang war die Beobachtung von Tieren mühsam. Ein Wissenschaftler markierte ein Tier, indem er ein nummeriertes Band um das Bein eines Vogels oder das Ohr eines größeren Tieres legte. Der Wissenschaftler stellte eine Vermutung darüber an, wo das Tier zu finden sein könnte, und suchte nach Beweisen, um seine Schlussfolgerungen zu untermauern. Wenn das Tier groß genug war, konnte der Wissenschaftler eine Signalsender-Markierung an seinem Körper anbringen und dann versuchen, ihm zu folgen. Wikelski erinnert sich, wie er um 2 Uhr morgens (die meisten Tiere sind nachtaktiv) in einem klapprigen Oldtimer eine wilde Verfolgungsjagd startete, eine Antenne aus dem Fenster hielt und versuchte, nah genug dran zu bleiben, um das Funksignal zu empfangen, während das Tier durch die Landschaft raste.
Beide Methoden liefern nur begrenzte Daten und lassen viele schwarze Flecken auf der Landkarte über das Lebens eines Tieres. Diese Wissenslücken erschweren es, bedrohte Arten zu retten, zu verstehen, wie oder woher sich zoonotische Krankheiten ausbreiten, oder die Auswirkungen des Klimawandels zu verstehen. Für Wikelski war klar, dass es einer radikalen Neukonzeption der Tierbeobachtung bedurfte, um Licht hinter diese schwarzen Flecken zu bringen.
IDEA
Es war Bill Cochran,Swensons Freund und einer der Gründerväter der Wildtier-Telemetrie, der die geniale Lösung vorschlug: Die Beobachtung von Tieren von der Internationalen Raumstation (ISS) aus.
Im Jahr 2001 wurde bei einem kalten Bier am Ufer des Panamakanals und im Gespräch mit einem pensionierten Astronomen namens George Swenson eine Idee geboren. Swenson,ehemals Professor an der University of Illinois, gehörte zu den ersten amerikanischen Radioastronomen, die 1957 den russischen Satelliten Sputnik I abhörten. Später entwarf Swenson den legendären ´Very Large Array´-Radioteleskop-Komplex in New Mexico.
2001 lud Wikelski George Swenson an das Smithsonian Tropical Research Institute in Panama ein, wo er ein lokales Radio-Tracking-System einrichtete, welches auf den genialen Erfindungen von Swensons technischem Partner Bill Cochran basierte, einem der Gründerväter der Wildtier-Telemetrie. Mit diesem System konnten verschiedene Tierarten wie z.B.Wickelbären, Ozelote und Tukane gleichzeitig studiert werden.
Trotzdem konnten die Biologen nur Bruchteile ihres Verhaltens erfassen. Swenson und Wikelski erkannten sehr bald, dass für ein wirkliches Verständnis dieser Lebensvorgänge der großer Überblick, „the bigger picture“ fehlte. Astronomen können Karten über das gesamte Universum erstellen und genau bestimmen, wo Sterne verschwinden oder geboren werden.
Warum also sollten Ökologen dann nicht auch eine gesamtheitliche Übersicht über das Leben auf unserem eigenen Planeten erstellen können? Um die großen Fragen in der Ökologie zu beantworten, schlug Swenson vor, müssten Ökologen alle Tiere der Erde exemplarisch beobachten können – ununterbrochen, gleichzeitig und überall auf der Welt. Aber wie? Wie könnten wir Radiosender an Tiere anbringen, die die gesamte Vielfalt des Lebens repräsentieren, einschließlich und ganz besonders der ganz kleinen Tiere? Und wie könnten wir die Daten, die durch diese „Tags“ auf der ganzen Welt übertragen werden, empfangen und mitanderen teilen?
Die Antwort auf diese Fragen,die an diesem Tag am Panamakanal Gestalt annahm, sollte zur Geburt der Idee für ein revolutionäres System zur globalen Beobachtung von Wildtieren führen, welches heute als ICARUS bekannt ist. Zunächst einmal mussten die tragbaren Antennen verschwinden. Eine umfassende Sicht auf das Leben auf der Erde brauchte einen wirklich großen Aussichtsturm - den Weltraum. Es war Bill Cochran, Swensons Freund und einer der Gründerväter der Wildtier-Telemetrie, der die geniale Lösung vorschlug: Die Beobachtung von Tieren von der Internationalen Raumstation (ISS) auszuführen.
WELTRAUM
Am 15. August 2018 installierten die Kosmonauten Oleg Artemyev und Sergey Prokopyev während eines siebenstündigen Weltraumspaziergangs die ICARUS-Antennen auf der ISS.
2011 begannen Wikelski und ICARUS-Projektleiterin Uschi Müller und ihr Team (Raumfahrtingenieur Bernhard Doll/SpaceTech GmbH; Christoph Hohage, Deutsche Raumfahrtagentur; Mikhail Belyaev, S.P. Korolev Rocket and Space Corporation Energia, Russland; Phil Hartl, Deutscher Raumfahrtpionier, mit der Konstruktion der Empfänger und eines Datensammelsystems, welche an der Internationalen Raumstation (ISS) angebracht werden sollten. Zunächst führten sie Flugtests mit dem digitalen Uhren-Synchronisationssystem GTS (Global Transmission Services, TZR Stuttgart) durch, welches bereits einen Sender auf der ISS hatte. Doch schon bald wurde klar, dass für die zukünftig notwendig werdende Miniaturisierung der „Tags“ zur Beobachtung von Singvögeln und Insekten ein völlig neues, digitales Kommunikationssystem benötigt wurde.
Die Ingenieure der INRADIOS GmbH in Zusammenarbeit mit dem versierten Raumfahrtingenieur Wolfgang Pitz (SpaceTech GmbH) entwickelten eine neuartige IoT-Wellenform (Internet of Things), die sich ideal für die Kom-munikation von kleinen Lebenszeichen eignete. Natürlich benötigten die energiebegrenzten, kleinen Tags auf den Tieren als Gegenstück eine große Antenne und einen leistungsstarken Computer auf der ISS. So wie George Swenson sehr richtig sagte: “Die Physik kann man nicht besiegen.”
Die russische Raumfahrtbehörde unterstützte dieses ambitionierte Projekt von Anfang an und erklärte sich bereit, dieses System in den Weltraum zu launchen und auf ihrem ISS-Modul zu betreiben. Das Gerät wurde am 13. Februar 2018 vom Weltraumbahnhof Baikonur in Kasachstan mit einer Sojus-Rakete ins All gebracht. Am 15. August 2018 installierten die Kosmonauten Oleg Artemjew und Sergei Prokopjew den ICARUS-Antennenblock während eines sie-benstündigen Außeneinsatzes an das russische ISS-Modul.
Icarus – unterwegs mit den Tieren der Erde
Im ersten Betriebsjahr lieferte das Prototyp-System Datensätze zu Dutzenden von Arten weltweit – darunter auch an schwer erreichbaren Orten wie über Ozeanen, in Wüsten und in Regenwäldern.
Von der ISS zum CubeSat
Der Krieg gegen die Ukraine im Jahr 2022 führte jedoch zu einem abrupten Ende der ICARUS-Zusammenarbeit mit Russland. ICARUS stellte den Betrieb ein. Für das Team hinter dem Projekt wurde diese Pause zu einer Gelegenheit, die Technologie von Grund auf neu zu konzipieren.
In Zusammenarbeit mit dem Münchner New Space-Unternehmen TALOS miniaturisierten die Ingenieure das ICARUS-System zu einer zehn Zentimeter großen Nutzlast, die auf einem winzigen Satelliten, einem CubeSat fliegen konnte. Im Vergleich zum ISS-basierten Prototyp verbraucht der neue Empfänger nur ein Zehntel der Energie, liest viermal so viele Sensoren aus und ermöglicht schnellere Daten-Downloads und Software-Updates aus der Ferne. Er wurde 2023 in einem experimentellen Orbitalflug erfolgreich getestet.
Im November 2025 startete in der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien eine Rakete mit einem Satelliten, der mit dem ICARUS-Empfänger ausgestattet war, ins All – und schlug damit ein neues Kapitel für ICARUS und die Erforschung der Tierbeobachtung auf.
„ICARUS ist wieder ins All geflogen“, sagt Martin Wikelski. „Und jetzt haben wir einen noch besseren Blick auf das Leben auf der Erde als je zuvor.“