La unidad de maniobra tripulada ( MMU ) es una unidad de propulsión para astronautas que la NASA utilizó en tres misiones del transbordador espacial en 1984. La MMU permitió a los astronautas realizar caminatas espaciales extravehiculares sin ataduras a cierta distancia del transbordador. La MMU se utilizó en la práctica para recuperar un par de satélites de comunicaciones defectuosos, Westar VI y Palapa B2 . Después de la tercera misión, la unidad se retiró del uso. Un sucesor más pequeño, el Simplified Aid For EVA Rescue (SAFER), voló por primera vez en 1994 y está destinado solo para uso de emergencia.
La unidad contaba con redundancia para proteger contra fallos de sistemas individuales. Fue diseñada para encajar sobre la mochila del sistema de soporte vital de la Unidad de Movilidad Extravehicular (EMU) del Transbordador Espacial. Cuando se transportaba al espacio, la MMU se guardaba en una estación de soporte unida a la pared de la bodega de carga útil cerca de la escotilla de la esclusa de aire. Se transportaban dos MMU en una misión, con la segunda unidad montada frente a la primera en la pared opuesta de la bodega de carga útil. Los brazos del controlador de la MMU se plegaban para su almacenamiento. Cuando un astronauta retrocedía hacia la unidad y colocaba el sistema de soporte vital en su lugar, los brazos se desplegaban.
Para adaptarse a astronautas con brazos de diferente longitud, los brazos del controlador podían ajustarse en un rango de aproximadamente 13 centímetros. La MMU era lo suficientemente pequeña como para maniobrarla con facilidad alrededor y dentro de estructuras complejas. Con una carga completa de combustible, su masa era de 148 kilogramos (326 libras).
Se utilizó nitrógeno gaseoso como propulsor para la MMU. Dos tanques de aluminio con envolturas de Kevlar contenían 5,9 kilogramos de nitrógeno cada uno, suficiente propulsor para una actividad extravehicular (EVA) de seis horas, dependiendo de la cantidad de maniobras realizadas. Los dos tanques de propulsor tenían una carga inicial en tierra antes de la misión, lo que permitía un Delta-v de 110 a 130 pies/seg. Los tanques podían recargarse en órbita hasta un Delta-v mínimo equivalente de 72 pies/seg. Para una masa nominal, la aceleración traslacional era de 0,3 ± 0,05 pies/seg 2 y la aceleración rotacional era de 10,0 ± 3,0 grados/seg 2 . [1]
Había 24 propulsores de tobera colocados en diferentes lugares de la MMU. Para operar el sistema de propulsión, el astronauta usaba las yemas de los dedos para manipular los controladores manuales en los extremos de los dos brazos de la MMU. El controlador derecho producía aceleración rotacional para el balanceo, cabeceo y guiñada. El controlador izquierdo producía aceleración traslacional para moverse hacia adelante y hacia atrás, arriba y abajo y de izquierda a derecha. La coordinación de los dos controladores producía movimientos intrincados en la unidad. Una vez que se lograba la orientación deseada, el astronauta podía activar una función automática de mantenimiento de actitud que mantenía la actitud inercial de la unidad en vuelo. Esto liberaba ambas manos para trabajar.
En 1966, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos desarrolló una Unidad de Maniobras para Astronautas (AMU), un cohete autónomo muy similar a la MMU. Se planeó probarla durante el Proyecto Gemini en una EVA por Eugene Cernan en Gemini 9A el 5 de junio de 1966. Sin embargo, la prueba tuvo que cancelarse porque Cernan, cansado y acalorado, sudó tan profusamente que la visera de su casco se empañó antes de que pudiera llegar a la AMU montada en la parte trasera de la nave espacial. Los astronautas no aprendieron a trabajar durante EVA sin cansarse hasta la última misión Gemini 12 , pero no se llevó ninguna AMU en ese vuelo. Dado que no había una necesidad real de un vuelo EVA autónomo con astronautas en los programas Apolo y Skylab , la idea tuvo que esperar hasta la llegada del programa del Transbordador Espacial , aunque se probaron varios diseños de dispositivos de maniobra dentro del Skylab.
La MMU se utilizó en tres misiones del transbordador en 1984. La primera prueba se realizó el 7 de febrero durante la misión STS-41-B por los astronautas Bruce McCandless II y Robert L. Stewart . Dos meses después, durante la misión STS-41-C , los astronautas James van Hoften y George Nelson intentaron utilizar la MMU para capturar el satélite Solar Maximum Mission y llevarlo a la bahía de carga útil del orbitador para reparaciones y mantenimiento. El plan era utilizar una MMU pilotada por astronautas para sujetar el SMM con el dispositivo de sujeción del pasador de muñón (TPAD) montado entre los controladores manuales de la MMU, anular sus velocidades de rotación y permitir que el transbordador lo llevara a la bahía de carga útil del transbordador para guardarlo. Tres intentos de sujetar el satélite utilizando el TPAD fallaron. Las mandíbulas del TPAD no pudieron bloquearse en Solar Max debido a un ojal obstructivo en el satélite que no estaba incluido en los planos del satélite. Esto condujo a un plan improvisado que casi terminó con la misión del satélite. La improvisación hizo que el astronauta de la MMU usara sus manos para agarrar un panel solar del SMM y anulara las velocidades mediante un empujón de los propulsores de la MMU. En cambio, este intento indujo velocidades más altas y en múltiples ejes; el satélite estaba dando tumbos sin control y perdiendo rápidamente la vida útil de la batería. Los ingenieros del Centro de Control de Operaciones del SMM apagaron todos los subsistemas no esenciales del SMM y, con un poco de suerte, pudieron recuperar el SMM minutos antes de la falla total. Luego, los ingenieros de soporte en tierra estabilizaron el satélite y anularon sus velocidades de rotación para capturarlo con el brazo robótico del orbitador, el Sistema de Manipulación Remota del Transbordador ( SRMS ). Este resultó ser un plan mucho mejor. Su trabajo exitoso aumentó la vida útil del satélite.
La última misión de la MMU fue la STS-51-A , que voló en noviembre de 1984. La unidad de propulsión se utilizó para recuperar dos satélites de comunicaciones, Westar VI y Palapa B2 , que no alcanzaron sus órbitas adecuadas debido a módulos de propulsión defectuosos. Los astronautas Joseph P. Allen y Dale Gardner capturaron los dos satélites y los llevaron a la bahía de carga útil del orbitador para almacenarlos y regresar a la Tierra.
Después de una revisión de seguridad tras el desastre del transbordador espacial Challenger , se consideró que la MMU era demasiado riesgosa para su uso posterior y se descubrió que muchas actividades planificadas para la MMU podrían realizarse de manera efectiva con brazos manipuladores o EVA atados tradicionales. [2] La NASA también dejó de usar el transbordador para contratos de satélites comerciales, y el ejército interrumpió el uso del transbordador, eliminando los principales usos potenciales. Aunque la MMU fue concebida como una ayuda natural para la construcción de la Estación Espacial Internacional , con su retiro, la NASA desarrolló diferentes enfoques de caminatas espaciales atadas.
Las dos unidades de vuelo operativas y voladas MMU No. 2 y No. 3 fueron almacenadas por la NASA en una sala limpia en Lockheed Martin en Denver hasta 1998. La NASA transfirió el artículo de vuelo No. 3 al Museo Nacional del Aire y el Espacio en 1998, que ahora cuelga suspendido en la sala sobre el Transbordador Espacial Discovery en el anexo del Centro Udvar-Hazy . [3] [4] El artículo de vuelo No. 2 está en exhibición en el Centro Espacial y de Cohetes de EE. UU . en Huntsville, Alabama. A partir de 2017, MMU No. 1 está en exhibición en la Instalación de Maquetas de Vehículos Espaciales en el Centro Espacial Johnson.
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