在八月的一个星期三下午，生物学家马丁·维克尔斯基（Martin Wikelski）无奈地注视着17年的职业生涯即将因为电缆混用而浪费掉了。
宇航员奥列格·阿捷米耶夫（Oleg Artemyev）在距地球约400公里的地方，电气连接不稳，而维克尔斯基（Wikelski）从莫斯科的一个指挥中心监视着这一行动。宇航员漂浮在国际空间站（ISS）外面，试图操纵他的宇航服厚而僵硬的手套来连接两条无与伦比的电缆，但这种方法永远不会成功。当国际空间站以每小时27,000多公里的速度飞越太空时，宇航员在执行任务时没有取得进展。
维克斯基（Wikelski）是德国拉多夫采尔（Radolfzell）的马克斯·普朗克（Max Planck）鸟类学研究所所长，他在莫斯科目睹了一项追求的高潮，这项工作吸收了他的大部分职业，并威胁说有时会使其脱轨。Artemyev在空间站的外部安装了一个三米长的天线，作为旨在追踪地球上野生生物的系统的一部分。这个项目将使科学家们能够首次从太空监视动物，包括那些很小的动物，它们可以携带当前的卫星跟踪设备。
从长远来看，维克尔斯基希望该系统能够将如此众多的人（从大象和莺到小海龟）连接起来，从而可以创建一个“动物网络”。它可以利用野生生物的运动和习惯来揭示模式，这与手机应用程序确定流量并照亮人们社交网络的方式几乎相同。但是首先，宇航员必须插入国际空间站上的天线。
从一开始，8月15日的太空行走就令人痛苦。在莫斯科指挥中心的一间附属房间里，维克尔斯基（Wikelski）畏缩了一下，看见阿尔捷米耶夫（Artemyev）抓着120公斤重的天线，将其从站内气闸中取出，将易碎的接收器撞到了飞船的外部。数小时过去了，阿尔捷米耶夫（Artemyev）和他的宇航员谢尔盖·普罗科皮耶夫（Sergei Prokopyev）爬过国际空间站（ISS），用力地将电缆束缚在混乱的外部。
最终，当俄罗斯人努力将天线连接到电源时，维克尔斯基（Wikelski）受到了困扰。他的团队是否因布线错误导致了宇航员的麻烦？这些工作注定要失败吗？
他与来自德国航天局和他自己的研究所的一小组工程师of缩在一起，看着Artemyev一次又一次尝试建立连接，同时检查蓝图以确保他没有让错误的电缆漏出。维克尔斯基知道，这个拖延已久的项目不会再有机会了。
最终，经过数分钟（似乎数小时）之后，Artemyev找到了正确的电缆端，并将天线插入了电台电源。莫斯科的工程师挥舞着天线计算机。它的系统一一上线。随着屏幕上的最后一行从红色变为绿色，Wikelski终于可以放松了。
几天后，回到他过去十年领导的马克斯·普朗克研究所，这位53岁的研究员站在他聚集的员工面前。维克尔斯基（Wikelski）兴高采烈地宣布，“应在11月初开始正式手术。”“我们是太空人！”？/ p>
飞得很高
在过去的几十年中，使用无线电项圈和GPS（全球定位系统）发射器跟踪野生生物已经改变了研究人员了解动物界行为的方式。使用通过卫星，移动电话和无线电技术进行通信的标签，科学家可以追踪从大洋中的鲸鱼到丛林深处的美洲虎的所有事物。
但是研究人员仍然看不到世界上大多数物种的远距离运动。体重不足100克的动物可以安全地携带最小的卫星标签。这使得所有鸟类和哺乳动物物种以及所有昆虫中的75％不受这种跟踪的限制。标签本身每个要花费数千美元，因此大规模部署是一个昂贵的提议。
Wikelski希望通过他的名为ICARUS（国际动物研究合作组织）的项目来改变所有这一切，该项目已远远超出了单个ISS天线的范围。在十年之内，他预见了一个卫星网络，该网络将实时跟踪成千上万的动物。
Wikelski设想的动物互联网将能够回答研究人员甚至不知道的问题。他说，ICARUS可以阐明为什么候鸟和蝙蝠物种正在消失，并绘制诸如禽流感和埃博拉等病原体的分布图。它甚至可以提供虫害暴发和地震的预警。他说：“通过将我们的视野提升到太空并放眼全球，它改变了生态学的方法。”
Wikelski在职业生涯中占了很大一部分，以使ICARUS升空。他提出了在2001年将无线电接收器安装在ISS上的想法。从那以后，他一直在等着这项技术（以及其他每个技术）赶上他的理想之时，向资助者和其他生物学家介绍这项技术。
这很容易。宇航员执行任务所在的约翰逊太空中心的NASA官员使他大为欢呼。他最终在俄罗斯ISS上赢得了ICARUS的一席之地，但花了数年的时间担心国际政治冲突会减少这次机会。他将大量精力集中在ICARUS上，以至于在某一时刻，他在马克斯·普朗克鸟类研究所的职位受到了威胁。即使在将ICARUS成长为一个涉及数十人，五个国家和八个主要资助机构的合作伙伴的项目之后，维克尔斯基在一月份告诉同事们，他仍处于放弃的边缘，不愿将自己的研究生涯浪费掉一个古怪的梦。
但是他没有或不能放弃。纽约伊萨卡市康奈尔大学的鸟类学家戴维·温克勒（David Winkler）说：“凡人不会做到这一点。”他将自己的一生都投入其中，因此应得到大量荣誉。这是一笔巨大的投资。
事实证明，真正的工作可能才刚刚开始。
在空中
小时候，维克尔斯基（Wikelski）花了几个小时盯着巴伐利亚乡村的燕子和房子马丁斯躲在他家的谷仓的屋檐下。当一位老师告诉他，这些小鸟每年都漫游到南非时，激发了他的想象力。在他十几岁的时候，他为鸟类照相，并受过鸟类绑带训练，将细小的金属条固定在刚起伏的燕子上，并在数年后返回时惊叹不已-有时回到同一个巢穴。他说：“当您带出动物并在环球旅行后回来时，那真是不可思议。”
这一发现开始了终生的探索，以尽可能靠近动物。在1980年代初期的义务兵役期间，维克尔斯基（Wikelski）自愿作为运输司机进行早班工作，于凌晨5点醒来，以在午后前完成工作。下班后，维克尔斯基（Wikelski）随行吊上滑翔伞，驶向巴伐利亚阿尔卑斯山的高处。他说：“泪有一天每天可以滑行了。”
悬浮在高处的地面上，他能够感觉到带高空飞翔的鸟和蝙蝠的气流。维克尔斯基说：“这是变革性的。”“想了解鸟类在做什么，您可以理解，如果您自己做。”？/ p>
维克尔斯基（Wikelski）在德国获得了行为生态学博士学位，然后前往美国攻读博士后，并迅速进入巴拿马的史密森尼热带研究所，然后在厄巴纳-香槟分校的伊利诺伊大学任职。在美国中西部平坦的平原上，他用悬挂式滑翔机换来的是一辆破旧的，配紫色丝绒座椅和从屋顶伸出的天线的Oldsmobile。他的研究生称这种装置为蝙蝠车。
它看起来可能看起来并不多，但是当涉及到了解迁徙鸟类时，蝙蝠车是最先进的。自1960年代以来，研究人员就采用了类似的设置，当时美国生物学家威廉·科克伦（William Cochran）曾使用小型无线电标签来跟踪迁徙的鸣禽，例如斯文森氏鹅口疮（Catharus ustulatus）。发射器足够轻，可以携带小型鸣禽，但是权衡的范围很短：科克伦和后来的维克尔斯基（Wikelski）必须跟随这些鸟走几公里，以获取无线电信号。
由于Swainson鹅口疮在夜间飞行，并且在风大时能以每小时112公里的速度运动，因此跟踪飞鸟需要具备拉力赛车手的技能和马拉松运动员的耐力。威克尔斯基说：“他的东西在[黄昏]到凌晨2点之间起飞，一旦哔哔声改变，您就开始疯狂地开车，因为您不想失去那只鸟。”蝙蝠车提供了必要的加速。凌晨3点，超速行驶，这辆带有特殊天线的不寻常的汽车每晚将被当地警察拦下两次或三次。
2004年，Wikelski和Cochran与生物学家Henrik Mouritsen合作研究了鹅口疮在天黑后如何导航。他们将圈养的鸟放在磁化的笼子里以人为调整方向，然后释放它们。夜夜奔波，包括在美国大平原上进行的1100公里的奥德赛，以追赶比握紧的拳头还小的鸟。“他们能够证明这些鸟使用了磁感应和光提示的组合来校准它们。飞行路线1。
此后，维克尔斯基（Wikelski）修改了该技术，以追踪越来越小的生物。他已经成功地将广播标签安装到了蝉，蜻蜓甚至大黄蜂上，并继续在欧洲追踪带有无线电标签的鸟类和蝙蝠。他了解到远距离迁徙比想象中要普遍得多，而且有些昆虫飞了数千公里寻找食物。这项工作表明，就能量输出而言，迁移对动物而言比研究人员想象的要便宜得多：蝙蝠和鸟类在猛烈的空中漂浮，气流中的蝴蝶“荣威姆”，有些鸟类在飞行中的心率与飞行时相同。维克尔斯基说。
这项工作巩固了他的信念，即追踪动物的自然运动是释放其行为的关键。维克尔斯基说：“如果你不了解他们在野外所做的事情，就不了解生物学。”
但是很明显，一次追逐地面上的动物总是会产生有限的结果。维克尔斯基说：“如果你真的想了解世界，就必须从上面做。”
在丛林中追踪
维克尔斯基（Wikelski）在1990年代后期首次尝试在巴拿马海岸附近一个名为巴尔罗科罗拉多（Barro Colorado）的16平方公里的岛屿上从上面追踪动物。他和现在在罗利北卡罗来纳州立大学的生物学家罗兰·凯斯（Roland Kays）希望在美洲豹，刺豚鼠和树懒等丛林生物穿越茂密的森林时追踪它们。但是GPS处于发展初期，森林茂密的树冠阻碍了配备该技术的标签。
相反，维克尔斯基（Wikelski）和凯斯（Kays）改装了无线电标签，并建立了一个由7个无线电塔组成的网络，每个无线电塔高40多米，用于对移动中动物的信号进行三角测量。他们设计用来处理和存储数据的软件成为名为Movebank的系统的基础，该系统使世界各地的生物学家能够分析和共享运动跟踪数据。该系统于2007年启动，并于9月收集了十亿个数据点，为数百种科学出版物提供了基础。公众也可以通过名为“动物追踪器”的手机应用程序来获取有关动物运动的一些信息。
通过将ICARUS和Movebank连接起来，Wikelski希望创建一个功能强大的工具，研究人员和公众都可以使用。Wikelski站在办公室附近的Radolfzell城堡的阴影下，拿出他的智能手机，然后点击Animal Tracker应用程序。他召唤出一种叫做欧亚野鸭（Anas penelope）的鸭子，研究人员昵称那只鸭子是纪尧姆。这只鸭子戴着一个跟踪标签，该跟踪标签与手机网络相连，这表明他在过去的两周里一直在哈萨克斯坦的一个池塘里钓鱼。
应用上的按钮使用户可以轻松地向后滚动。维克尔斯基（Wikelski）追踪纪尧姆（Guillaume）锯齿形足迹追溯到整个欧洲，一直追溯到阿姆斯特丹的郊区，在阿姆斯特丹郊区，六个月前捕获并标记了这只鸭子。在这个时代，人们观看着鹰巢的实时流和对单个动物的迷恋，而数千个则不见踪影，Wikelski认为这种跟踪数据是个性化保护的一种方式。“最终，我们有一种与野生宠物生活的方式。我们最终可以了解它有多么困难和危险。他说，您可以看到您当地池塘上的那只鸭子刚从俄罗斯回来。有一会儿，看着燕子出发去南非的那个男孩闪闪发光。
维克尔斯基认为，追踪动物是一种“简化”保护的方法。塞西尔（Cecil）是一头极具魅力的雄性非洲狮（Panthera leo），是津巴布韦万基国家公园中最常被拍照和“宠爱”的动物之一。2015年，塞西尔（Cecil）在公园外被一名美国牙医追捕并杀死，但狮子追踪项圈的数据显示他被引诱到保护区外。塞西尔（Cecil）的死亡引发了国际社会的轩然大波，并引发了禁止狩猎奖杯的呼吁。
维克尔斯基（Wikelski）看到了对其他野生动植物问题也抱有同样兴趣的机会，例如欧洲鸣禽种群的迅速减少。他想通过跟踪他们发生的事情来提高意识。他说：“我们失踪了4.2亿只鸣禽，没有人在乎。”“塞西尔伯劳鸟巢改变了一切。”？/ p>
Wikelski在巴拿马和美国追踪动物的经验促使他想知道一种更好的方法。当您可以将接收器放置在太空中时，无论地理位置如何，它都可以接收来自世界各地的信号，为什么还要烦扰无线电塔或在汽车或飞机中追赶鸟类呢？
这个想法似乎如此强大和显而易见，以至于当他在2001年首次提出该想法时，他认为这将是一件容易的事。他说：“想过，我们将在太空站上使用它三年了。”相反，当时的新泽西州普林斯顿大学助理教授维克尔斯基（Wikelski）甚至花了好几年才被任命为NASA。当他2004年去休斯敦航天中心工作时，这位诚恳的年轻德国生物学家在办公室之间无所事事。他很快就知道，鸟和蝙蝠不在NASA雷达上。
Wikelski拒绝放弃这个想法。美国航空航天局说：“永远不会飞，”我称它为“ ICARUS”，这是希腊神话中注定要死的角色，他在离太阳太近之后坠入海中。他开始与世界各地的同事接触，收集兴趣并举例说明更轻，更便宜的卫星标签如何在从大型哺乳动物保护到海龟研究的所有方面产生巨大的变化。
结果是2008年的白皮书列出了该技术的32种可能应用，并带有来自全球数十位著名生物学家的签名2。在该领域内，更轻便，更便宜的卫星标签的想法大受欢迎。项目创始合伙人之一凯斯说：“他的挑战是说服太空人值得。”“他过去十年来一直在与太空人交谈。”？/ p>
在他发布白皮书的那段时间里，维克尔斯基被授予了科学界最令人垂涎的职位之一：马克斯·普朗克（Max Planck）担任董事。在2008年，他接手了马克斯·普朗克鸟类研究所，从普林斯顿搬到了该研究所，该研究所坐落在康斯坦茨附近的一座乡村城堡中。
他说，过渡是艰难的。维克尔斯基（Wikelski）关闭了该机构的鸟类束带行动，这是他在十几岁时就第一次学会束带的做法，这使他感到德国许多传统观鸟者的敌意。甚至Wikelski举世闻名的耐力，都在他努力经营一家研究所，在附近的康斯坦茨大学任教并继续推进ICARUS的过程中受到了考验。
维克尔斯基说，在他接任几年后，外部评论家以ICARUS和Movebank的干扰为由，给他的导演成绩不及格。他面临削减资金或失去董事职务的风险。当时的马克斯·普朗克学会副会长赫伯特·贾克勒说，维克尔斯基说服了学会信任他和他的ICARUS计划。贾克尔说：“就这个想法而言，几乎是疯了。”“确信他会这样做，我们是正确的。”？/ p>
在德国航天局（DLR）负责人听完Wikelski的演讲并告诉他申请资金后，ICARUS开始获得发展动力。DLR项目经理约翰内斯·韦普勒（Johannes Weppler）表示，DLR比NASA更加热情，但仍在努力寻找一个适合于航天局优先任务的动物追踪项目。
最终，在2012年，DLR同意资助ICARUS作为一项技术实验，并花费了超过700万英镑（约合3500万美元），现在在国际空间站上开发，测试和制造ICARUS天线。俄罗斯是该项目的另一个国家合作伙伴，在车站提供了房间，安装人员和火箭将其运送到太空。发射定于2015年。
随着俄罗斯与西方之间的关系日趋艰难，发射一再推迟。威尔克尔斯基说：“在某种程度上，我想放弃它是否会更便宜。”到2018年初，他发誓：“如果再过几个月，天线会在2月不涨，我们就辞职了。”？/ p>
突然，事情开始发生变化。2月，维克尔斯基（Wikelski）在哈萨克斯坦拜科努尔的俄罗斯航天中心，观察ICARUS天线阵列离开地球。在8月中旬，他从莫斯科观察到该系统向地球发送了第一批信号。
在飞行中
几天后，维克尔斯基（Wikelski）将他的敞篷菲亚特500驾驶到康斯坦茨（Konstanz）边缘的一条简易跑道上。绑在两层楼高的控制塔的台阶上，他抱着一个拥抱向正在值班的空中交通管制员致意。Wikelski在这里花费了大量时间-他每年在塞斯纳飞机研究所的控制下至少花费200个小时。
拉开机库门，维克尔斯基将小型的红白螺旋桨飞机推到外面。在进行飞行前检查并在一片车辙的草地上颠簸起飞后，他在博登湖的蓝色水域之上向北倾斜。维克尔斯基（Wikelski）前往北部的森林山丘时，他打开了一个安装在机翼支柱上的天线，并在膝上平衡了一台平板电脑。他说：“基本上是在模拟国际空间站。”
在引擎的轰鸣声中，他在下方的某个地方解释说，有五只黑鸟戴着一些最初在野外部署的ICARUS标签。每个5克标签都包含一个温度计，加速度计和GPS接收器，以及一个可以向太空发送信号的发射器和一个由太阳能电池供电的电池（请参见“太空中的眼睛”）。
Wikelski说，该装置的小尺寸具有很大的不同。重量超过动物体重3％的标签可能会改变其行为并威胁其生存。这就是为什么大多数动物都禁止使用手机或卫星技术的标准标签的原因。一旦ICARUS系统于今年秋天晚些时候完全投入运行，这些标签将一次向ISS传输220字节的数据串。相当于20个GPS位置，足以提供任何给定日期的动物运动的草图。
由于有了太阳能电池，ICARUS标签在理论上可以与携带它们的动物一样持久，并且可以回收和再利用。标签还包括一个存储芯片，可以存储多达500兆字节的数据，足以记录一生中动物的行进，运动和能量消耗。
为了更快地传输数据，研究人员可以通过手持无线电设备从标签下载信息，前提是它们可以距离得很近-从几百米到15公里不等，具体取决于地理位置和植被。英国斯旺西大学鸟类能量学专家埃米莉·谢泼德（Emily Shepard）说：“这太令人兴奋了”。
当飞机在Radolfzell研究所周围树木繁茂的山丘上方飞行1,000米时，Wikelski平板电脑上开始出现信息：黑鸟标签的位置，剩余的电池电量以及它们最后一次与接收器通信的时间。向天空发送的每个字节都提供有关鸟类栖息地的详细信息。
同事们说，标签上的传感器阵列为研究人员提供了回答有关动物行为的棘手但至关重要的问题的机会。例如，他们可以通过将加速器数据拍打翅膀的次数以及GPS位置与风速和降水记录相结合，探索鸟类为什么选择某些飞行路线。科学家可以利用所有这些信息来比较一只鸟而不是另一条鸟走一条路线要花费多少能量。
监视鸟类的迁移仅仅是开始。为了向决策者出售700万英镑的动物追踪天线的构想，Wikelski充分依靠了其对人类的潜在利益。他认为，跟踪成千上万只鸟的空速和温度，相当于在全球范围内建立了一种低成本的分布式天气监测系统。
他说：“在未来，我们将把每只飞过的动物都用作气象无人机。”“不可能测量太平洋中部海拔20米处的温度，但是鸟类一直都在测量。”
他不打算因天气而停下来。Wikelski最为大胆的想法之一就是在容易发生地震的地区部署ICARUS标签。民间故事充满了可以预测地震事件的动物。因此，维克尔斯基（Wikelski）认为，通过在地震活跃地区的动物身上贴上带有加速度计的标签，可以创建地震预警系统。
为了验证这个想法，2012年，维克尔斯基（Wikelski）用数据记录器标签标记了半野山羊，这些山羊在意大利西西里岛的一座活火山埃特纳火山的山上漫游，数据记录器标签可以让他在恢复标签后分析其活动。在过去的几年中，他观察到山羊在大爆发之前的4至6个小时内移动的次数比事件发生后多。维克尔斯基说：“如果您在山上有一个分散的山羊网络，它们在某些夜晚都会疯掉，这很简单，”
对于动物网络的所有潜力，Wikelski认识到，对于创建这样一个系统，同事仍然有所保留。如果按Wikelski想象的规模进行部署，在世界上某些人迹罕至的地方，未经检索的标签可能相当于高科技垃圾。而且，无论标签的亮度如何，捕获生物并在其上放置追踪器都会使动物面临更大的风险。Shepard说：“只是因为我们可以标记某些东西，所以我们需要问吗？”“成本降低而访问量增加，请记住这一点很重要。” / p>
这一切都取决于部署许多ICARUS标签，第一代标签的价格约为500美元，但在未来几年内可能会变得更便宜，更小。它还需要将系统从国际空间站上的单天线扩展到卫星网络，以实现实时读出和监视。他估计，三颗卫星系统的成本在8000万至1亿美元之间，并且需要大量的支持。他说：“必须在基于动物行为或运动的全球决策中展现一些价值。”
他还必须启动ICARUS。到10月中旬，由于该国与DLR之间关于天线操作的讨论存在障碍，俄罗斯人仍未将ICARUS公开使用。Wikelski希望这些谈判能尽快解决，并且该系统能够上线。然后，他需要世界各地的生物学家尽快采用它。ISS俄罗斯模块计划仅再运行六年，尽管它可能会持续下去。与此同时，DLR计划仅在2024年之前资助该任务。韦普勒说：“这之后是一个大问题。”
这使Wikelski和他的合作者最多有十年的时间来说服研究界和太空机构，ICARUS值得扩展到全球卫星网络。
在登上康斯坦茨湖之后的几天，维克尔斯基再次登上了飞机-这次是加拿大的温哥华，他在那里宣布向世界鸟类学大会发射ICARUS。明年，维克尔斯基（Wikelski）将环球旅行，以使ICARUS脱离地面，帮助标记俄罗斯东部堪察加的熊，不丹的秃鹰，赞比亚的狐狸和刚果盆地的候鸟。他坚持地说：“必须走向全球。”必须变得疯狂。我们必须走。
自然562，322-326（2018）
