Das Vorspiel zum Finale begann in 400 Kilometern Höhe und dauerte etwa sieben Stunden. Während die ISS mit 28.000 Stundenkilometern um die Erde sauste, hangelten sich die Kosmonauten Oleg Artemjew und Sergei Prokopjew an der Außenhülle des russischen Moduls entlang. Dort schraubten sie einen Mast und ein großes Antennenkonstrukt an. Dessen meterlange Arme falteten sie auf und schlossen die zuvor verlegten Kabel an. Bis sie wieder zur Crew zurückkehrten, zu der auch der deutsche Raumfahrer Alexander Gerst gehört, umrundete die ISS die Erde zum fünften Mal.

Die derart aufwendig installierte Antenne soll keine Wellen aus der Tiefe des Alls empfangen, sondern höchst irdische Signale. Sie ist das Herzstück von Icarus, einem Großprojekt zur Tierbeobachtung, das nach vielen Jahren der Vorbereitung an den Start rückt. „Wir stehen nun vor dem Endspiel“, sagt Martin Wikelski. „Jahrelang haben wir über das Projekt gesprochen, jetzt geht es tatsächlich los.“

Frühwarnsystem für Epidemien

Wikelski ist Direktor am Max-Planck-Institut für Ornithologie in Radolfzell. Er hat das Projekt erdacht und konzipiert. Vor mehr als 16 Jahren war das bereits. Er hatte allerlei Rückschläge einzustecken. Doch dieser Tage reiste er mit Icarus-Koordinatorin Uschi Müller nach Moskau, um den Spacewalk direkt vom Kontrollzentrum aus zu verfolgen.

Weltraumspaziergänge für die Tierforschung hat es bisher nicht gegeben. Beim Icarus-Projekt wollen Wissenschaftler Tiere mit Mini-Sendern ausstatten und vom Weltraum aus mithilfe der ISS beobachten. Das soll zum Beispiel Aufschluss geben über Migrationsrouten von Zugvögeln und anderen Tieren und so auch zum Schutz der Arten beitragen.

Darüber hinaus soll Icarus als Frühwarnsystem für Epidemien und auch für Naturkatastrophen wie Erdbeben und Vulkanausbrüche dienen. Denn schon lange halten sich Berichte, dass Tiere kurz vor solchen Ereignissen unruhig werden. So weiß man, dass Ziegen am Ätna sich vor Eruptionen auffällig bewegen. Diesen vermeintlichen siebten Sinn wollen Forscher mithilfe von Icarus nutzen.

Tierische Spürhunde für die Menschheit

„Das System erlaubt uns nicht nur zu beobachten, wo ein Tier ist, sondern auch, was es gerade tut“, erläutert Martin Wikelski. „Wir könnten ein globales System intelligenter Sensoren einsetzen, um die Welt zu beobachten.“ Aus der Schwarmintelligenz von Tieren könne der Mensch grundlegend neue Erkenntnisse gewinnen.

Im Rahmen von Icarus sind mehrere solcher Untersuchungen geplant. So wollen Forscher etwa Papageien in Nicaragua in der Nähe eines Vulkans beobachten, Ziegen im erdstoßgeplagten Mittelitalien im Auge behalten und Bären als Erdbebenwächter auf der ostrussischen Halbinsel Kamtschatka nutzen. „Wir fangen jetzt damit an, Tiere an Orten zu besendern, wo Naturkatastrophen auftreten“, sagt Uschi Müller.

Zunächst planen Wikelski und Müller 1000 Sender ein, doch schon im kommenden Jahr soll sich die Zahl vervielfachen. Die Produktion läuft derzeit bei einem Hersteller in Memmingen an. „Letztlich wollen wir 100.000 tierische Spürhunde für die Menschheit“, sagt Wikelski. „Wenn wir all diese Informationen kombinieren, erhalten wir ein völlig anderes und neues Verständnis vom Leben auf diesem Planeten.“

Auch deutschen Partner involviert

Mit dem Icarus-Betrieb, der Anfang 2019 beginnen soll, gehen fast zwei Jahrzehnte der Vorbereitung zu Ende. Kurz nach der Jahrtausendwende hatte Wikelski die Idee für das Projekt bei der amerikanischen Raumfahrtbehörde Nasa vorgestellt – und war abgeblitzt. Ausgerechnet im Land der unbegrenzten Möglichkeiten wurde der Vorschlag als unrealistisch verworfen.

Die russische Raumfahrtbehörde Roskosmos war aufgeschlossener. Als Name wählte Wikelski Icarus – das Akronym steht für International Cooperation for Animal Research Using Space.

Beteiligt sind an dem Projekt neben Roskosmos vor allem die Max-Planck-Gesellschaft und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Die deutschen Partner finanzieren die Entwicklung der Technik, die Russen kümmern sich um den Transport und die Installation im All.

Speicherleistung von 500 Megabyte

Der Onboard-Computer zum Verarbeiten der Daten ist bereits im vergangenen Oktober zur ISS gebracht worden, die Antenne folgte im Februar. Entscheidend für die Forschung sind aber die eigens für das Icarus-Projekt entwickelten Mini-Sender, die größeren Singvögeln wie Amseln rucksackartig auf den Rücken geschnallt werden können.

Das Gerät wiegt fünf Gramm, ist zwei Kubikzentimeter groß, hat eine 15 Zentimeter lange Drahtantenne und eine Speicherleistung von 500 Megabyte. Es enthalte eine Solarzelle, eine Batterie und sechs Sensoren, sagt Walter Naumann, Geschäftsführer der Firma I- Gos, die die sogenannten Basis-Tags mitentwickelt hat. Die Sender übermitteln nicht nur die Position des Tiers, sondern auch seine Beschleunigung, die Ausrichtung zum Magnetfeld der Erde, die Umgebungstemperatur sowie Luftdruck und Feuchtigkeit.

Die ISS umkreist die Erde alle 90 Minuten, also 16-mal pro Tag. Mithilfe der Antenne liest sie dabei auf der Oberfläche einen etwa 800 Kilometer breiten Streifen aus. Durch ihre Flugbahn erfasst sie aber nur die Fläche zwischen den beiden 56. Breitengraden – also etwa zwischen Kopenhagen oder Moskau auf der Nordhalbkugel und Feuerland im Süden. Nähert sie sich einem Sender, schickt ihr dieser ein kleines Datenpaket von 223 Byte hoch. Weitere Daten lassen sich nachträglich mit einem Handgerät per Funk auslesen, etwa wenn man sich in der Nähe eines Senders aufhält.

„Interpretation vieler Daten müssen wir noch lernen“

Das Icarus-System auf der ISS kann alle drei Sekunden Signale von etwa 120 Sendern gleichzeitig empfangen. Es leitet die Informationen weiter an die Bodenstation, von dort gehen sie an die jeweiligen Forscherteams. Veröffentlicht werden die Daten in der frei zugänglichen Datenbank Movebank. Die Lebensdauer der etwa 500 Euro teuren Sender schätzt Naumann auf zwei bis drei Jahre. Die Finanzierung des Projekts sei vorerst für drei Jahre gesichert, sagt der Icarus-Projektleiter beim DLR, Johannes Weppler.

Während GPS-Daten eindeutig sind, hängen Temperatur und Feuchtigkeit von vielen Umgebungsfaktoren ab – etwa ob die Sonne gerade auf den Sender scheint oder nicht. Und gerade das Verhalten der Tiere ist anhand der gesendeten Daten schwer zu interpretieren. Wird eine Ziegenherde am Ätna unruhig, weil ein Ausbruch bevorsteht oder weil ein Wolf in der Nähe ist?

„Die Interpretation vieler Daten müssen wir noch lernen“, sagt Naumann. Und DLR-Experte Weppler ergänzt: „Es wird sich zeigen, ob solche fortgeschrittenen Anwendungen überhaupt möglich sind. Aber unser System schafft dafür die Grundlagen.“

Das Interesse an Icarus ist hoch

Dass auch die Medizin von dem Projekt profitieren kann, soll Wikelskis eigene Forschung zeigen. Der Biologe will in Afrika Flughunde besendern, die in riesigen Schwärmen über den Kontinent ziehen. Die Tiere übertragen zwar nach derzeitigem Wissensstand nicht das Ebola-Virus, sie kommen aber mit dem Erreger in Kontakt und tragen Antikörper. Im Falle einer Ebola-Epidemie könnte man, so die Hoffnung, anhand der Wanderungsbewegungen der Fledertiere ermitteln, wo der jeweilige Erreger herstammt – und so die bislang unbekannten Ebola-Reservoire aufspüren.

Inzwischen interessieren sich viele Forscher weltweit für die Möglichkeiten, die Icarus bietet. „Wir haben Tausende Anfragen“, berichtet Koordinatorin Müller. „Aber zunächst haben deutsche und russische Projekte Priorität.“ Welche Vorhaben letztlich zum Zug kommen, darüber soll ein international besetztes Ethikkomitee entscheiden, das derzeit aufgebaut wird.

Dieses Gremium soll auch einen möglichen Missbrauch der Rohdaten verhindern. „Die Nutzung ist für wissenschaftliche zivile Zwecke klar geregelt“, sagt Martin Wikelski. Um einem Missbrauch vorzubeugen, würden alle Rohdaten zudem codiert versendet.
In absehbarer Zeit sollen die Sender so minimiert werden, dass auch kleinere Singvögel sie tragen können. Naumann schätzt, dass das Gewicht, bei weiterer technischer Entwicklung wie bisher, in zwei bis drei Jahren auf vier Gramm, in fünf bis sieben Jahren sogar auf zwei Gramm sinken kann.

„Das ist für viele spannend“

Doch wie geht es überhaupt weiter mit der ISS, deren Zukunft bislang nur bis 2024 feststeht?

„Ob andere Länder bis zum Jahr 2024 aussteigen, ist nicht so wichtig“, sagt Martin Wikelski. „Die Russen wollen die Raumstation bis 2028 betreiben.“

Auch nach einem Ende der ISS soll das Projekt weiterlaufen, unter Umständen sogar in besserer Form. Denn mit Satelliten könnte man nicht nur die Gebiete zwischen den 56. Breitengraden abdecken, sondern die gesamte Erdkugel. „Wir müssen schauen, dass das Icarus-Projekt weiterläuft und ganz global wird“, sagt Wikelski.

Und auch eine kommerzielle Nutzung wollen Wikelski und Müller nicht ausschließen: Man könnte etwa Fische besendern und so ihre Position ermitteln, Wetterbojen auswerten oder den Standort wertvoller Güter verfolgen. Interesse an einer Zusammenarbeit gebe es inzwischen von vielen Seiten, sagt Wikelski, auch von Weltraumagenturen in China, Indien und Japan, sogar von der anfangs so skeptischen Nasa. „Das ist für viele spannend“, sagt Wikelski. „Denn was wir machen, kann sonst keiner.“