Argusaugen für die Tierwelt: Satelliten-Telemetrie

Argos-SatellitUnter den Tierarten gibt es eine ganze Reihe von Globetrottern. Dazu zählen Störche, Eisbären und Wale, die im Laufe eines Jahres weit auseinanderliegende Lebensräume und Nahrungsgebiete aufsuchen.

Die Verfolgung mit Richtantennen zu Fuß, per Auto, Schiff oder Flugzeug stößt da schnell an Grenzen. Eine neue Möglichkeit der globalen Überwachung tat sich auf, als 1957 der russische Satellit Sputnik I die Erde umrundete. Wissenschaftler der amerikanischen John-Hopkins-Universität bemerkten, dass sich die Frequenz der empfangenen Funksignale deutlich veränderte, je nach dem ob sich der künstliche Erdtrabant einer Empfangstation näherte oder von ihr entfernte.

Diesen sogenannten Dopplereffekt nutzten sie, um die Position des Satelliten auf seiner Bahn zu berechnen. Umgekehrt musste es auch möglich sein, dass ein umlaufender Satellit den Standort eines Senders auf der Erde ortet. Diese bahnbrechende Idee wurde zunächst vom Militär aufgegriffen, um Kriegsschiffe auf den Weltmeeren auszumachen. Erst 1978 ging das zivile ARGOS-System in Betrieb. Es wird seither neben der Positionsbestimmung von Schiffen, Containern und Lastkraftwagen auch zur globalen Beobachtung von Wildtieren eingesetzt.

Herzstück des ARGOS-Systems sind spezielle Sendeempfänger mit denen einige Wettersatelliten ausgerüstet sind. Sie umkreisen die Erde vierzehn mal pro Tag auf polaren Bahnen in 850 Kilometer Höhe. In Europa werden die ARGOS-Daten vom CLS (Collecte Localisation Satellites) in Toulouse verarbeitet. Von dort erhalten die Nutzer die Koordinaten ihres verwendeten Senders z.B. per Internet. [argosinc.com]

Ortsbestimmung mit Hilfe des Dopplereffekts

Die an Tieren befestigten Sender funken auf einer festen Frequenz f = 401.650 MHZ. Da sich der empfangende ARGOS-Satellit relativ zu dem Sender bewegt, treten Dopplereffekte auf. Die vom Satelliten gemessene Frequenz F weicht also von der Senderfrequenz f nach oben oder unten ab.

  • Nähert sich der Satellit dem Sender, ist die Empfangsfrequenz höher als die Sendefrequenz: F > f
  • Steht der Satellit direkt über dem Sender, ist die Empfangsfrequenz gleich der Sendefrequenz: F = f
  • Entfernt sich der Satellit vom Sender, ist die Empfangsfrequenz niedriger als die Sendefrequenz: F < f

    Solange sich der Sender im Empfangbereich des Satelliten befindet, registriert dieser eine Folge von Frequenzen die sich als Dopplerkurve darstellen lassen. Im Wendepunkt sind Empfangsfrequenz F und Sendefrequenz f identisch. Der Satellit befindet sich dann genau über dem Sender. Aus den Bahnkoordinaten des Satelliten können die geographischen Koordinaten des Senders abgeleitet werden. Mit dem Dopplerverfahren lässt sich die Position auf 150 bis 1000 Meter genau bestimmen. Es ist zwar weniger präzise, als das GPS-Verfahren, reicht aber für die Erfassung großräumiger Wanderbewegungen von Wildtieren aus.

    Der Zug der Störche

    Storch mit SenderSeit August 2001 tragen sechs Weißstörche aus der Elbtalaue Miniatursender auf dem Rücken. Die Namen der Tiere: Jonas, Prinzesschen, Sophie, Annamaria, Felix und Valinka. Die erfahrenen Altstörche haben schon mehrmals im Osten Afrikas überwintert. Sie nehmen zwar stets den Luftwegüber Südeuropa,Storch die Türkei und den Nahen Osten. Doch diese Route variiert von Jahr zu Jahr, je nachdem welcher Gruppe von Artgenossen sie die Störche angeschlossen haben Aus den Satellitenmessungen geht hervor, dass Prinzesschen inden letzten Jahren keineswegs immer die gleichen Strecken geflogenist. Auch hat die Störchin ihr Winterquartier in verschiedenen Ländern Afrikas aufgeschlagen. Trotzdem fand sie immer wieder zum Storchenhof Loburg in Sachsen-Anhalt zurück. Von dort ist Prinzesschen am 24. August 2001 gestartet, hat von Mitte September bis Ende Oktober Rast im Sudan gemacht. Anschließend nahm sie Kurs auf die Küste Südafrikas und erreichte sie Mitte Januar 2001. Am 21. Februar hat die reiselustige Weißstörchin den Rückflug angetreten und war bereits einen Monat später in Israel.
    Real Video: Telemetrie bei Störchen [3:16 Min.]

    Weitere Informationen

    Storchenzug.de
    Die Satellitentelemetrie hilft den Forschern internationale Schutzkonzepte für die Weißstörche zu entwickeln. Denn noch immer sind die eleganten Langstreckenflieger bedroht. Auf ihren weiten Reisen finden sie oft keine geeigneten Rastplätze, zu wenig Nahrung. Etliche Tiere sterben an Entkräftung, verfangen sich Hochspannungsleitungen oder werden bejagd. Internationale Abkommen sollen deshalb dafür sorgen, dass sich die Lebensbedingungen der Weißstörche in den Durchreiseländern verbessern.


    Telemetrie total

    BuntspechtLängst haben Forscher erkannt, dass es nicht ausreicht, nur die Wanderbewegungen von Wildtieren zu beobachten. Messfühler erfassen physiologische Parameter, wie Herzfrequenz, Temperatur oder Stoffwechselaktivität. Diese Daten sind auch über die ARGOS-Satelliten abrufbar. Dadurch erhalten Wissenschaftler zusätzlich einen Überblick über den Allgemeinzustand der Tiere während ihrer weiten Reisen.

    Seit es kleine Videokameras gibt, wird auch diese Technik in der Telemetrie eingesetzt. So sind schon Haie, Robben, Wale und Seeschildkröten zu unfreiwilligen Kameraleuten gemacht worden. Die sogenannte "Crittercam, eine Kamera mit Rekorder in wasserdichtem Gehäuse, wird mit einer Kunststoffhalterung auf die Haut der Tiere geklebt. Meeresbiologen können so die Tauchgänge der Tiere verfolgen und sehen, wo die verschiedenen Arten Nahrung suchen, was sie fressen und wie deren Tagesablauf aussieht. Nach einer vorprogrammierten Zeit löst sich die Crittercam vom Tier und kann per Funkpeilung geortet werden. Anschließend lassen sich die Aufnahmen auswerten. [nationalgeographic.com]

     

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