Obserwacje zwierząt z kosmosu: rusza projekt ICARUS

Martin Wikelski jest podekscytowany. Około 18 lat temu wymyślił i opracował projekt Icarus. A teraz obserwacja ruchów zwierząt z kosmosu jest tuż przed startem. Jak to jest – pracować niemal dwie dekady nad czymś, a potem w końcu doczekać początku? „To jak sen”, mówi dyrektor Instytutu Maxa Plancka w dziedzinie biologii zachowania w Radolfzell nad Jeziorem Bodeńskim. „Siedzi się i przez lata tylko marzy – a potem myśli się: chwileczkę, to naprawdę się dzieje, to przecież niemożliwe! Nie możemy jeszcze w to uwierzyć.” 

Idea projektu Icarus (International Cooperation for Animal Research Using Space): różne zwierzęta – takie jak ptaki wędrowne, ale także niedźwiedzie czy kozy – mają zostać wyposażone w miniaturowe nadajniki i obserwowane z kosmosu za pomocą Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ISS. Wikelski i jego zespół mają nadzieję, że dzięki temu poznają trasy wędrówek zwierząt na Ziemi. 

Po pierwsze, aby przyczynić się do ochrony gatunków, na przykład poprzez dostosowanie i ulepszenie stref ochronnych. Po drugie, w celu ochrony ludzi – zwierzęta podczas swoich wędrówek mogą bowiem również rozprzestrzeniać patogeny. Wiedza o ich trasach mogłaby zatem pomóc w zapobieganiu epidemiom, ich ograniczaniu lub śledzeniu ich źródeł.

System wczesnego ostrzegania przed katastrofami

Ponadto Icarus mógłby służyć jako system wczesnego ostrzegania przed klęskami żywiołowymi, takimi jak trzęsienia ziemi i erupcje wulkanów. Już w przeszłości pojawiały się bowiem wskazówki, że zwierzęta zachowują się w sposób rzucający się w oczy przed takimi zdarzeniami, na przykład stają się niespokojne.

Wyjątkowość Icarusa polega na tym, że dane zbierane przez liczne nadajniki są łączone, mówi Wikelski. Dzięki połączeniu wszystkich informacji uzyskuje się zupełnie nowe rozumienie życia na Ziemi. «W tym zwierzęcym kolektywie możemy mierzyć rzeczy, których wcześniej po prostu nigdy nie mogliśmy zobaczyć», mówi Wikelski. «Ostatecznie to szósty zmysł zwierząt, który wychwytujemy.»

Początkowo Wikelski przedstawił swój pomysł amerykańskiej agencji kosmicznej NASA – ta jednak odmówiła. W 2014 roku do projektu przystąpiła zamiast niej rosyjska agencja kosmiczna Roskosmos. Istotny udział mają również Towarzystwo Maxa Plancka, Niemieckie Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR) oraz Uniwersytet w Konstancji. Niemieccy partnerzy finansują rozwój technologii, a Rosjanie zajmują się transportem i instalacją w kosmosie.

W sierpniu ubiegłego roku antena Icarus została zainstalowana podczas wyjścia w otwartą przestrzeń kosmiczną na rosyjskim segmencie ISS. System komputerowy na stacji ma przetwarzać odbierane dane. W ramach projektu Icarus badacze chcą na przykład obserwować papugi w Nikaragui w pobliżu wulkanu, zaopatrzyć w nadajniki kozy we Włoszech i wykorzystać niedźwiedzie jako strażników trzęsień ziemi na wschodniorosyjskim półwyspie Kamczatka.

Dziesiątki tysięcy zwierząt z nadajnikami 

W najbliższych latach kilkadziesiąt tysięcy zwierząt ma zostać wyposażonych w nadajniki. Przekazują one nie tylko pozycję zwierzęcia, lecz także jego przyspieszenie, ustawienie względem pola magnetycznego Ziemi, temperaturę otoczenia oraz ciśnienie powietrza i wilgotność.

Przy tym dwa centymetry kwadratowe małe nadajniki ważą zaledwie pięć gramów, jak informuje DLR. «Nie większe od paznokcia kciuka, zasilane są energią słoneczną i mieszczą w sobie złożoną jednostkę nadawczo-odbiorczą, czujniki rejestrujące ruchy zwierząt oraz pamięć danych.»

Komunikację między nadajnikiem a anteną ISS DLR opisuje następująco: gdy tylko ISS zbliża się do zwierzęcia z nadajnikiem, wbudowany zegar wybudza nadajnik z trybu oszczędzania energii. Nadajnik oblicza wówczas, kiedy stacja kosmiczna będzie przelatywać w pobliżu. W tym momencie nadajnik włącza się i przesyła zarejestrowane dane do ISS. 

Stamtąd są wysyłane do centrum kontroli w Moskwie, skąd trafiają do centrum danych użytkowników Icarus w Konstancji. «Tam naukowcy wprowadzają dane do ogólnoświatowej bazy danych o ruchach zwierząt, tak zwanej Movebank – pisze DLR. «W ten sposób stają się one dostępne do wykorzystania naukowego.»

Szum tła Ziemi

Gdy 10 lipca komputer pokładowy na ISS zostanie uruchomiony, program najpierw przetestuje cały system wraz z przyłączami i anteną. Następnie system za pomocą anteny przez około dwa tygodnie mierzy szum elektroniczny na Ziemi, aby później móc niezawodnie odfiltrować sygnały nadajników zwierzęcych.

Od listopada badacze skupieni wokół Wikelskiego i koordynatorki projektu Uschi Müller przekażą najpierw setki nadajników współpracującym zespołom naukowców – na przykład w Rosji. W kolejnych latach rozdysponowane zostaną tysiące nadajników, których sygnały będzie odbierać i przekazywać antena ISS – «jak gigantyczny odkurzacz danych», mówi Müller. «Wiele grup na całym świecie chce uczestniczyć w projekcie.»