Mise en service de l'internet des animaux

La technologie satellite au service de la biologie

La base du système ICARUS est la station spatiale internationale (ISS). Elle voyage sur une orbite quasiment circulaire, en survolant plus de 90 pour cent de la surface terrestre chaque jour. En raison de sa faible hauteur orbitale d'environ 400 km, elle est parfaitement accessible pour les émetteurs radio de faible puissance. Cela a donné aux partenaires du projet ICARUS l'idée d'utiliser l'ISS comme une station déportée dédiée à l'observation des animaux.

Cependant, aucune technologie radio adaptée n'était disponible sur le marché. INRADIOS, une petite société spécialisée en radio satellite, et qui est désormais une filiale de Rohde & Schwarz, proposait de résoudre ce problème. Avec les éléments du système d'observation mondial ICARUS (I-GOS) du MPIAB, de SpaceTech et du DLR, INRADIOS a développé la technologie radio, les émetteurs / récepteurs animaux, le module de traitement des signaux pour l'ISS, et les stations terrestres qui peuvent recevoir les signaux à la place de l'ISS.

Cigogne de l'ISS : veuillez répondre

L'ISS agit comme un récupérateur de données qui reçoit les données provenant des animaux cibles lorsqu'elle les survole. La transmission de données vers l'ISS se déroule sur des espaces temporels très étroits. Les animaux sont à portée radio pendant seulement 15 secondes par jour. Ces espaces temporels doivent être précisément anticipés. En utilisant les données horodatées de l'ISS qui lui sont envoyées à intervalles réguliers, la balise calcule les créneaux temporels, puis se prépare à l'émission et à la réception aux moments opportuns. Elle passe la majeure partie de son temps en mode d'économie d'énergie et est uniquement activée par une minuterie, lorsque les données vont être réceptionnées ou qu'un contact radio est établi en fonction du programme.

Les données à collecter et à transmettre, ainsi que les intervalles de collecte et de transmission, peuvent être définis individuellement pour chaque balise. Comme avec chaque objet dans l'internet des objets, ICARUS permet de s'adresser individuellement à chaque animal dans l'internet des animaux. Afin de simplifier les choses et parce que les communautés animales qui nécessitent d'être balisées sont généralement très importantes, les balises peuvent être organisées en groupes et adressées collectivement.

L'ordinateur embarqué sur l'ISS accumule les données reçues et envoie des ensembles de paquets de données vers la station terrestre ICARUS exploitée par Roscosmos. La station terrestre transfère les données vers le centre de contrôle des opérations en Allemagne, où elles sont chargées dans la base de données centrale sur www.movebank.org, qui est accessible dans le monde entier via internet.

Les activités de recherche ont débuté

Comme la station à distance ISS n'était pas disponible, les balises ont été testées avec des radios terrestres également fabriquées par Rohde & Schwarz. Ce mode de fonctionnement a été planifié comme une alternative. Il présente l'avantage d'atteindre des débits de données significativement supérieurs et que la transmission des données est effectuée plus souvent qu'avec le passage ISS au-dessus des balises. Les scientifiques peuvent aisément réaliser des observations à petite échelle, comme dans la zone de reproduction d'une colonie d'oiseaux.

Le premier test du système qui était planifié avec l'ISS en juillet 2019 a échoué du fait de problèmes de refroidissement dans l'ordinateur embarqué. Le projet a été reporté de quelques mois à cause de la nécessité d'obtenir des pièces détachées. L'apparition de la pandémie relative au coronavirus a engendré d'autres retards. Néanmoins, il était encore possible de réaliser des tests approfondis en 2020 – et le système a été adopté haut la main. De plus, la performance de l'équipement radio a largement dépassé les attentes. Le premier projet inter-continental dédié à l'observation du comportement migratoire des merles et des grives est en cours depuis septembre 2020. Tandis que le système prend de la vitesse, INRADIOS poursuit son travail de développement des balises radio en collaboration avec le MPIAB. L'objectif est d'atteindre une miniaturisation encore plus importante, tout en améliorant simultanément la durée de vie de la batterie. Un jour, les balises pourront même être assez petites pour être fixées sur des insectes.