Un essaim de rovers sphériques, soufflé par le vent comme des tumbleweeds, pourrait permettre une exploration à grande échelle et à faible coût de la surface martienne, selon les résultats présentés lors de la réunion conjointe du Congrès des sciences Europlanet et de la Division des sciences planétaires (EPSC-DPS) 2025.
Des expériences récentes dans une soufflerie de pointe et des tests sur le terrain dans une carrière démontrent que les Rovers pourraient être mis en mouvement et naviguer sur divers terrains dans des conditions analogues à celles trouvées sur Mars.
Les rovers Tumbleweed sont des robots sphériques légers de 5 mètres de diamètre conçus pour exploiter la puissance des vents martiens pour la mobilité. Des essaims des rovers pourraient se propager sur la planète rouge, recueillant de manière autonome les données environnementales et offrant une vision simultanée sans précédent des processus atmosphériques et de surface à partir de différents endroits sur Mars. Une phase stationnaire finale impliquerait de s'effondrer les Rovers dans des stations de mesure permanentes parsemées autour de la surface de Mars, fournissant des mesures scientifiques à long terme et des infrastructures potentielles pour les missions futures.
« Des campagnes récentes de vent et de terrain ont été un tournant dans le développement du Tumbleweed Rover », a déclaré James Kingsnorth, responsable de la science à Team Tumbleweed, qui a présenté les résultats à l'EPSC-DPS2025 à Helsinki. « Nous avons maintenant une validation expérimentale que Tumbleweed Rovers pourrait en effet fonctionner et collecter des données scientifiques sur Mars. »
En juillet 2025, Team Tumbleweed a mené une campagne expérimentale d'une semaine, soutenue par Europlanet, à l'installation de l'environnement planétaire de l'Université d'Aarhus. En utilisant des prototypes à l'échelle avec des diamètres de 30, 40 et 50 centimètres, l'équipe a effectué des tests statiques et dynamiques dans une soufflerie avec une variété de vitesses de vent et de surfaces au sol sous une faible pression atmosphérique de 17 millibars.
Les résultats ont montré que les vitesses de vent de 9 à 10 mètres par seconde étaient suffisantes pour mettre le rover en mouvement sur une gamme de terrains de type Mars, y compris les surfaces lisses et rugueuses, le sable, les galets et les champs de rocher.
Les instruments embarqués ont enregistré avec succès les données pendant le tumling et le comportement du rover correspondant à la modélisation de dynamique fluide, validant les simulations. Les prototypes de modèle d'échelle ont pu grimper une pente de 11,5 degrés dans la chambre – équivalent à environ 30 degrés sur Mars – selon que le Rover pouvait traverser des pentes même défavorables.
« Des expériences avec les prototypes de la soufflerie Aarhus ont fourni de grandes informations sur la façon dont Tumbleweed Rovers fonctionnerait sur Mars », a déclaré Mário João Carvalho de Pinto Balsemão, la mission du scientifique de Team Tumbleweed, qui a mené la campagne expérimentale. « Les résultats sont conservateurs, car les poids des prototypes à l'échelle utilisés dans les expériences sont exagérés par rapport à la chose réelle, de sorte que les vitesses de vent seuil pour le réglage des rovers peuvent être encore moins. »
Les vents proches de la surface sur Mars ne sont actuellement pas bien compris en raison de la collecte de données relativement clairsemée. Alors que les données des rovers et des landeurs à la surface montrent que les vitesses de vent moyennes sont généralement en un seul chiffre, les vibrations générées par le vent enregistrées par la mission de vision de la NASA sur plus de deux années martiennes, ainsi que des mesures recueillies pendant les vols de l'hélicoptère d'ingéniosité, montrent que des vitesses plus élevées peuvent se produire près de la surface assez fréquemment.
« Les données de Insight suggèrent que dans l'hémisphère nord de Mars pendant l'été, les vitesses de vent diurnes sont caractérisées par une large distribution et sont positivement biaisées vers des vitesses de vent plus élevées d'environ 10 mètres par seconde, et bien que les nuits soient plus calmes, des vitesses de plus de 10 mètres par seconde peuvent parfois être atteintes », a déclaré Balsemão.
« Les résultats d'Aarhus soutiennent notre modélisation, qui montre qu'un rover de tumbleweed moyen – suivant les changements quotidiens et les cycles de nuit du vent – pourrait voyager environ 422 kilomètres sur 100 sols martiens, avec une vitesse globale moyenne d'environ 0,36 kilomètre par heure. Dans des conditions favorables, la plage maximale pourrait être autant que 2800 kilomètres. »
En avril, un prototype de Rover de 2,7 mètres de diamètre, le lit d'essai de Tumbleweed Science, a été déployé dans des tests sur le terrain dans une carrière inactive à Maastricht aux Pays-Bas. La baie de charge utile modulaire du Rover portait une suite de capteurs standard, y compris une caméra, un magnétomètre, une unité de mesure inertielle et un GPS. Ces expériences ont confirmé que la plate-forme pouvait rassembler et traiter les données environnementales en temps réel tout en dégringolant sur un terrain naturel.
L'organisation derrière les Rovers, Team Tumbleweed, est un groupe interdisciplinaire de jeunes scientifiques entrepreneuriaux. Avec les succursales principales à Vienne en Autriche et à Delft aux Pays-Bas, l'équipe Tumbleweed rassemble des gens de plus de 20 pays.
Les prochaines étapes de l'équipe comprendront l'intégration d'instruments plus sophistiqués dans la charge utile de lit d'essai de Tumbleweed Science, y compris les capteurs de rayonnement, les sondes de sol et les capteurs de poussière, le raffinage des modèles de dynamique du Rover et la mise à l'échelle de la plate-forme à des niveaux de préparation à la technologie plus élevés (TRL). Une autre campagne sur le terrain aura lieu dans le désert d'Atacama, au Chili, en novembre, au cours de laquelle au moins deux Rovers de bancs de tests scientifiques porteront des instruments fournis par des chercheurs d'organisations partenaires externes et testeront les stratégies de coordination de l'essaim dans des environnements de type Mars.
