Wie funktionieren die Satellitensender?

Um die Positionen auf den Karten besser beurteilen zu können und auch zu verstehen, warum Nicolas Sender nach 15 Monaten ausfiel, möchten wir heute ein paar technische Details beschreiben:

Das ARGOS System (Advanced Research and Global Observation Satellite) wurde 1978 von NOAA (USA), NASA (USA) und der französischen Raumfahrtagentur CNES ursprünglich für meteorologische Messungen realisiert. Seit 1990 wurden ARGOS-Zusatznutzlasten für das Tiertracking verfügbar gemacht und ARGOS dient seitdem auch der Beobachtung von globalen Tierwanderungen, aber auch anderen Anwendern wie der Kontrolle im Schiffsverkehr.

Irgendwann erhält man kein Signal mehr: Die Lebensdauer eines Sender hängt von verschiedenen Faktoren ab, etwa dem Akku – Foto: Ben Metzger

Während beim GPS-System der Empfänger auf der Erde seine Position mittels empfangener Satellitendaten berechnet, ist der Weg bei den Argos-Sendern umgekehrt.

Die Argos-Sender (englisch platform transmitter terminals, PTT) senden regelmäßige Nachrichten etwa alle zwei Minuten in Form elektromagnetischer Wellen in der Frequenz von ca. 400 MHz, also etwas höher als UKW-Rundfunksender. Sechs NOAA-Satelliten, die die Erde in 850 km Höhe umkreisen, empfangen die Argos-Signale und leiten sie an eine Bodenstation weiter. Neben dem Hauptkontrollzentrum in Toulouse gibt es ein Dutzend weitere Empfangsstationen, verteilt auf alle Kontinente.

Die Positionsermittlung erfolgt nach dem Dopplerverfahren, womit die Entfernung von der Signalquelle zum Satelliten berechnet wird. Die Daten mehrerer Satelliten werden mit dem Höhenprofil der Erdoberflächen abgeglichen und dienen der Positionsbestimmung. Jeder Satellit hat einen Erfassungsbereich von ca. 5.000 km Durchmesser auf der Erde, und aus dem Zusammenspiel von Flugbahn und Erfassungsbereich ergibt sich, dass eine Ortung spätestens nach vier Stunden erfolgt. Hierbei ergeben sich je nach Konstellation der Satelliten verschiedene Genauigkeiten:

Klasse 3: < 250 m Radius

Klasse 2: < 500 m Radius

Klasse 1: < 1500 m Radius

Klasse 0: > 1500 m Radius

Unsere bei den Turteltauben verwendeten Sender wiegen nur 5 Gramm und sollten eine Betriebsdauer von einem Jahr oder mehr haben. Viele Faktoren bestimmen die Lebensdauer der Sender, aber die Ursache ist in den wenigsten Fällen eindeutig bestimmt worden. Einerseits können mehrere Komponenten wie z.B. die Sendesignaleinheit, Taktgeber und Sendeantenne ausfallen, meist jedoch wird wohl der Akku am Ausfall schuld sein. Der Akku wird vom Solarpaneel geladen und überlebt eine begrenzte Zahl an Ladezyklen.

Weiterhin spielt die Beschattung eine Rolle: hält sich das Tier viel im Wald auf oder sind Rückenfedern über die Solarpaneele gerutscht, so erreicht der Akku nicht mehr seine volle Ladung und wird schließlich ausfallen. Eine weitere Möglichkeit beim Ausfall eines Senders ist, dass das Tier diesen verloren hat. So befestigen wir z.B. die Sender mit einem Teflon-Harness, dessen Bänder an den Enden verknotet und mit Sekundenkleber fixiert sind. Ein Jahr in Sonne und Wind könnten zur Lösung der Knoten führen. Daher werden bei größeren Vögeln die Enden oft mit Metallklammern befestigt, aber das wäre zu viel Gewicht für eine Turteltaube.

Petra Quillfeldt

Petra Quillfeldt

Petra Quillfeldt ist Professorin für Verhaltensökologie an der Justus-Liebig-Universität Gießen, wo sie im Studiengang Biologie mit Schwerpunkt Evolution,
Ökologie und Naturschutz unterrichtet. Ihre Forschungsschwerpunkte
reichen von der Ökologie von Sturmschwalben und Walvögeln im Südlichen
Ozean bis zu lokalen Projekten an Singvögeln im urbanen Lebensraum.
Sie hat Erfahrungen mit Geolokations-, GPS- und Satellitentracking.
Seit mehreren Jahren stehen Wildtauben und besonders die Europäische
Turteltaube ebenfalls im Fokus der Arbeitsgruppe. Verbesserte
Kenntnisse der Zugbewegungen und der Populationsgenetik, aber auch der
Krankheiten sollen zum Schutz der Art beitragen. Petra Quillfeldt ist
unter anderem Mitglied im deutschen Nationalkomitee SCAR/IASC
(Forschungskoordination in Arktis und Antarktis), im Beirat der
Deutschen Ornithologen-Gesellschaft (DO-G) sowie in NABU und HGON.
Petra Quillfeldt

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