Dierobservaties vanuit de ruimte: ICARUS-project van start

Martin Wikelski staat onder stroom. Zo'n 18 jaar geleden bedacht en ontwierp hij het project Icarus. En nu staat het observeren van dierbewegingen vanuit de ruimte op het punt van beginnen. Hoe voelt dat – bijna twee decennia naar iets toewerken en dan eindelijk het begin meemaken? "Het is als een droom", zegt de directeur van het Max Planck Instituut voor Gedragsbiologie in Radolfzell aan de Bodensee. "Je zit daar en droomt jarenlang maar – en dan denk je: wacht even, nu wordt het echt werkelijkheid, dat kan toch niet waar zijn! We kunnen het nog helemaal niet bevatten." 

Het idee achter Icarus (International Cooperation for Animal Research Using Space): verschillende dieren – zoals trekvogels, maar ook beren of geiten – worden uitgerust met minizenders en met behulp van het Internationale Ruimtestation ISS vanuit de ruimte geobserveerd. Wikelski en zijn team hopen hiermee inzicht te krijgen in de trekroutes van dieren op aarde. 

Enerzijds om bij te dragen aan de bescherming van soorten, bijvoorbeeld door beschermde gebieden aan te passen en te verbeteren. Anderzijds ter bescherming van mensen – want dieren kunnen tijdens hun trektochten ook ziekteverwekkers verspreiden. Kennis over hun routes zou daarom kunnen helpen epidemieën te voorkomen, in te dammen of te herleiden.

Vroegwaarschuwingssysteem voor rampen

Bovendien zou Icarus kunnen dienen als vroegwaarschuwingssysteem voor natuurrampen zoals aardbevingen en vulkaanuitbarstingen. Want ook in het verleden waren er aanwijzingen dat dieren zich voor zulke gebeurtenissen opvallend gedragen, bijvoorbeeld onrustig worden.

Het bijzondere aan Icarus is dat de gegevens die de vele zenders verzamelen, worden samengebracht, zegt Wikelski. Door de combinatie van alle informatie krijg je een volledig nieuw begrip van het leven op aarde. "In dit dierenkollektief kunnen we dingen meten die we voorheen gewoonweg nooit hadden kunnen zien», zegt Wikelski. «Uiteindelijk tappen we de zesde zintuig van de dieren af.»»

Aanvankelijk had Wikelski zijn idee voorgelegd aan het Amerikaanse ruimtevaartagentschap NASA – dat het echter afwees. In 2014 stapte in plaats daarvan het Russische ruimtevaartagentschap Roskosmos in. Ook de Max-Planck-Gesellschaft, het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum (DLR) en de Universität Konstanz zijn nadrukkelijk betrokken. De Duitse partners financieren de ontwikkeling van de techniek, de Russen zorgen voor het transport en de installatie in de ruimte.

Afgelopen augustus werd de Icarus-antenne tijdens een ruimtewandeling gemonteerd aan het Russische segment van het ISS. Een computersysteem in het station moet de ontvangen gegevens verwerken. In het kader van Icarus willen onderzoekers bijvoorbeeld papegaaien in Nicaragua in de buurt van een vulkaan observeren, geiten in Italië van zenders voorzien en beren op het Russische schiereiland Kamtsjatka inzetten als aardbevingswachters.

Tienduizenden dieren met zenders  

In de komende jaren moeten enkele tienduizenden dieren worden uitgerust met de zenders. Die geven niet alleen de positie van een dier door, maar ook zijn versnelling, de ooriëntatie ten opzichte van het magnetisch veld van de aarde, de omgevingstemperatuur, de luchtdruk en de luchtvochtigheid.

De zenders, slechts twee vierkante centimeter groot, wegen maar vijf gram, zoals het DLR meldt. «Nauwelijks groter dan een duimnagel werken ze op zonne-energie en bevatten ze een complexe zend- en ontvangsteenheid, sensoren voor het registreren van de bewegingen van de dieren en een gegevensgeheugen.»

De communicatie tussen zender en ISS-antenne beschrijft het DLR als volgt: zodra het ISS een dier met een zender nadert, haalt een ingebouwde timer de zender uit de energiespaarmodus. De zender berekent vervolgens wanneer het ruimtestation voorbijkomt. Op dat moment schakelt de zender zich in en stuurt hij de opgeslagen gegevens naar het ISS. 

Van daaruit worden ze doorgestuurd naar het controlecentrum in Moskou, waar ze worden doorgegeven aan het Icarus-gebruikersdatacentrum in Konstanz. «Daar voeren wetenschappers de gegevens in een wereldwijde database voor dierbewegingen, de zogeheten Movebank, schrijft het DLR. «Zo worden ze toegankelijk voor wetenschappelijk gebruik.»

Achtergrondruis van de aarde

Wanneer op 10 juli de boordcomputer op het ISS wordt opgestart, test het programma eerst het hele systeem, inclusief aansluitingen en antenne. Daarna meet het systeem met behulp van de antenne ongeveer twee weken lang de elektronische ruis op aarde, om later de signalen van de dierzenders betrouwbaar eruit te kunnen filteren.

Vanaf november verstrekken de onderzoekers rond Wikelski en projectcoördinatrice Uschi Müller eerst honderden zenders aan samenwerkende onderzoeksteams, onder andere in Rusland. In de komende jaren moeten er dan duizenden zenders worden verspreid, waarvan de signalen door de ISS-antenne worden ontvangen en doorgestuurd – «alsof het een gigantische datastofzuiger is», aldus Müller. «Veel groepen wereldwijd willen deelnemen aan het project.»