Введение

Устройство индивидуальной двигательной установки астронавта (MMU) – это двигательная установка для астронавтов, использовавшаяся NASA в трех миссиях космического челнока в 1984 году. MMU позволяла астронавтам выполнять не привязанные к шаттлу выходы в открытый космос на расстоянии от него. На практике MMU использовалась для возвращения пары неисправных спутников связи Westar VI и Palapa B2. После третьей миссии устройство было снято с эксплуатации. Более компактный преемник, система упрощенной помощи при спасении во время выходов в открытый космос (SAFER), впервые была использована в 1994 году и предназначена исключительно для аварийных ситуаций.

Обзор

Устройство имело резервирование для защиты от отказа отдельных систем. Оно было разработано для установки над рюкзаком системы жизнеобеспечения скафандра для внекорабельной деятельности (ВКД) космического шаттла. После вывода в космос ММУ размещался в опорной станции, прикрепленной к стене грузового отсека рядом со шлюзовым люком. На каждой миссии перевозились два ММУ, причем второй блок устанавливался напротив первого на противоположной стене грузового отсека. Для хранения манипуляторы управления ММУ складывались. Когда астронавт входил в устройство и фиксировал систему жизнеобеспечения, манипуляторы разворачивались. Для адаптации к астронавтам с разной длиной рук, манипуляторы управления могли регулироваться в диапазоне примерно 13 сантиметров. ММУ был достаточно компактным для легкого маневрирования вокруг и внутри сложных конструкций. С полным запасом топлива его масса составляла 148 килограммов. В качестве топлива в ММУ использовался газообразный азот. Два алюминиевых баллона, обмотанные кевларом, содержали по 5,9 кг азота, чего хватало для шестичасовой внекорабельной деятельности (ВКД) в зависимости от интенсивности маневрирования. Перед полетом в баллоны производилась предварительная заправка на Земле, обеспечивающая изменение скорости (Delta v) в диапазоне 110–130 футов в секунду. Баллоны можно было дозаправлять на орбите до минимального эквивалента Delta v в 72 фута в секунду. При номинальной массе, продольное ускорение составляло 0,3±0,05 фут/с², а угловое ускорение – 10,0±3,0 град/с². На ММУ было установлено 24 сопла, расположенные в разных точках корпуса. Для управления двигательной системой астронавт использовал кончики пальцев для управления ручными контроллерами на концах двух манипуляторов ММУ. Правый контроллер обеспечивал угловое ускорение для вращения, тангажа и рыскания. Левый контроллер обеспечивал продольное ускорение для движения вперед-назад, вверх-вниз и влево-вправо. Координация работы двух контроллеров позволяла выполнять сложные маневры. После достижения необходимой ориентации астронавт мог включить функцию автоматической стабилизации, которая поддерживала инерциальное положение устройства в полете, освобождая обе руки для работы.

История

В 1966 году ВВС США разработали астронавтский маневренный блок (AMU) – автономный ракетный ранец, очень похожий на MMU. Планировалось испытать его во время проекта Gemini во время выхода в открытый космос (EVA) Юджином Сернаном на Gemini 9A 5 июня 1966 года. Однако испытание пришлось отменить, так как Сернан, уставший и перегревшийся, сильно вспотел, из-за чего запотело забрало его шлема до того, как он смог добраться до AMU, установленного на задней части космического корабля. Астронавты научились работать в открытом космосе без переутомления только во время финальной миссии Gemini 12, но AMU на этом полете не было. Поскольку в программах "Аполлон" и "Скайлаб" не было реальной необходимости в автономных полетах астронавтов в открытом космосе, эта идея должна была дождаться появления программы Space Shuttle, хотя несколько конструкций маневрирующих устройств были испытаны внутри Skylab.

Активное использование в космосе

MMU использовался в трех миссиях шаттлов в 1984 году. Впервые он был испытан 7 февраля во время миссии STS-41B астронавтами Брюсом МакКэндлессом II и Робертом Л. Стюартом. Через два месяца, во время миссии STS-41C, астронавты Джеймс ван Хофтен и Джордж Нельсон попытались использовать MMU для захвата спутника Solar Maximum Mission и доставки его в грузовой отсек орбитального аппарата для ремонта и обслуживания. План заключался в использовании пилотируемого астронавтом MMU для захвата SMM с помощью устройства крепления Trunion Pin Attachment Device (TPAD), установленного между рукоятками управления MMU, для гашения скорости вращения и последующей транспортировки спутника в грузовой отсек шаттла для складирования. Три попытки захватить спутник с помощью TPAD оказались неудачными. Захваты TPAD не могли зафиксироваться на Solar Max из-за резиновой втулки на спутнике, не указанной в его чертежах. Это привело к импровизированному плану, который едва не завершил миссию спутника. В рамках импровизации астронавту MMU пришлось вручную ухватиться за солнечную батарею SMM и погасить скорость вращения с помощью импульсов двигателей MMU. Однако эта попытка привела к увеличению скорости вращения по нескольким осям; спутник вышел из-под контроля и быстро терял заряд батареи. Инженеры Центра управления операциями SMM отключили все второстепенные подсистемы SMM и, к счастью, смогли восстановить управление спутником за несколько минут до полного отказа. Инженеры наземной поддержки стабилизировали спутник и погасили его скорость вращения для захвата роботизированной рукой орбитального аппарата – системой дистанционного манипулирования шаттлом (SRMS). Этот план оказался гораздо более эффективным. Благодаря их успешной работе срок службы спутника был продлен. Последней миссией с использованием MMU была STS-51A, состоявшаяся в ноябре 1984 года. Двигательный блок был использован для возвращения двух спутников связи, Westar VI и Palapa B2, которые не достигли расчетных орбит из-за неисправных двигательных модулей. Астронавты Джозеф П. Аллен и Дейл Гарднер захватили оба спутника и доставили их в грузовой отсек орбитального аппарата для складирования и последующего возвращения на Землю.

Выход на пенсию

После проверки безопасности, последовавшей за катастрофой космического шаттла «Челленджер», MMU был признан слишком рискованным для дальнейшего использования, и было установлено, что многие задачи, планировавшиеся для MMU, можно эффективно выполнять с помощью манипуляторов или традиционных космических выходов с использованием страховки. NASA также прекратило использование шаттлов для коммерческих спутниковых контрактов, а военные прекратили использование шаттлов, что устранило основные потенциальные области применения. Хотя MMU рассматривался как естественное вспомогательное средство для строительства Международной космической станции, после его снятия с эксплуатации NASA разработало альтернативные подходы к космическим прогулкам с использованием страховки. Два рабочих, летавших в космос экземпляра MMU № 2 и № 3 хранились NASA в чистом помещении компании Lockheed Martin в Денвере вплоть до 1998 года. В 1998 году NASA передало экземпляр № 3 в Национальный музей авиации и космонавтики, где он сейчас подвешен в зале над космическим шаттлом «Дискавери» в аннексии Удвар-Хази-центра. Экземпляр № 2 выставлен в Космическом и ракетном центре США в Хантсвилле, штат Алабама. По состоянию на 2017 год MMU № 1 выставлен в макетном центре космических аппаратов в Космическом центре имени Джонсона.