وحدة المناورة المأهولة

وحدة المناورة المأهولة ( MMU ) هي وحدة دفع لرواد الفضاء استخدمتها وكالة ناسا في ثلاث مهمات لمكوك الفضاء عام 1984، وهي STS-41-B و STS-41-C و STS-51-A . سمحت هذه الوحدة لرواد الفضاء بإجراء عمليات سير في الفضاء خارج المركبة دون قيود ، على مسافة من المكوك. وقد استُخدمت الوحدة عمليًا لاستعادة قمرين صناعيين للاتصالات معطلين، وهما ويستار 6 وبالابا B2 . بعد المهمة الثالثة، أُخرجت الوحدة من الخدمة. وفي عام 1994، أُجريت أول رحلة تجريبية لوحدة أصغر حجمًا، وهي وحدة المساعدة المبسطة لإنقاذ رواد الفضاء خارج المركبة (SAFER)، وهي مخصصة للاستخدام في حالات الطوارئ فقط.

صُممت الوحدة بنظام احتياطي لحماية الأنظمة الفردية من الأعطال. وتم تركيبها فوق حقيبة نظام دعم الحياة الخاصة بوحدة التنقل خارج المركبة (EMU) لمكوك الفضاء. عند نقلها إلى الفضاء، كانت وحدة MMU تُخزن في محطة دعم مُثبتة على جدار حجرة الحمولة بالقرب من فتحة غرفة معادلة الضغط. وكانت تُحمل وحدتان MMU في كل مهمة، حيث تُثبت الوحدة الثانية مقابل الأولى على جدار حجرة الحمولة المقابل. وكانت أذرع التحكم في وحدة MMU تُطوى للتخزين. وعندما يتراجع رائد الفضاء إلى الوحدة ويُثبت نظام دعم الحياة في مكانه، تُفتح الأذرع.

للتكيف مع رواد الفضاء ذوي أطوال الأذرع المختلفة، يمكن تعديل أذرع التحكم ضمن نطاق يبلغ حوالي 13 سنتيمترًا. كانت وحدة إدارة الحركة صغيرة بما يكفي لتسهيل مناورتها حول الهياكل المعقدة وداخلها. وبلغت كتلتها 148 كيلوغرامًا (326 رطلاً) مع حمولة كاملة من الوقود.

استُخدم النيتروجين الغازي كوقود دافع لوحدة المناورة المتنقلة (MMU). احتوى خزانان من الألومنيوم، مُغلّفان بالكيفلار ، على 5.9 كيلوغرامات من النيتروجين لكل منهما، وهو ما يكفي من الوقود لنشاط خارج المركبة (EVA) لمدة ست ساعات، وذلك بحسب مقدار المناورة. تم شحن الخزانين مسبقًا على الأرض قبل المهمة، مما سمح بتغيير السرعة (Δv) بمقدار يتراوح بين 110 و130 قدمًا/ثانية. ويمكن إعادة شحن الخزانين في المدار إلى حد أدنى مكافئ لتغيير السرعة (Δv) يبلغ 72 قدمًا/ثانية. بالنسبة للكتلة الاسمية، كان التسارع الانتقالي 0.3±0.05 قدم/ثانية² ^، والتسارع الدوراني 10.0±3.0 درجة/ ^ثانية² . ^{[ 1 ]}

وُضِعَت 24 دافعة فوهة في مواقع مختلفة على وحدة النقل المتنقلة (MMU). ولتشغيل نظام الدفع، استخدم رائد الفضاء أطراف أصابعه للتحكم في وحدات التحكم اليدوية الموجودة في نهايتي ذراعي الوحدة. تولّد وحدة التحكم اليمنى تسارعًا دورانيًا للدوران والانحراف والالتفاف. بينما تولّد وحدة التحكم اليسرى تسارعًا انتقاليًا للحركة للأمام والخلف، وللأعلى والأسفل، ولليمين واليسار. ويؤدي تنسيق وحدتي التحكم إلى حركات دقيقة في الوحدة. وبمجرد الوصول إلى الوضعية المطلوبة، يستطيع رائد الفضاء تفعيل وظيفة تثبيت الوضع التلقائي التي تحافظ على وضعية الوحدة بالقصور الذاتي أثناء الطيران، مما يتيح له استخدام كلتا يديه للعمل.

في عام 1966، طوّر سلاح الجو الأمريكي وحدة مناورة رواد الفضاء (AMU)، وهي عبارة عن حزمة صاروخية مستقلة تشبه إلى حد كبير وحدة مناورة رواد الفضاء (MMU). كان من المقرر اختبارها خلال مشروع جيميني في مهمة سير في الفضاء (EVA) يقوم بها يوجين سيرنان على متن جيميني 9A في 5 يونيو 1966. إلا أن الاختبار أُلغي بسبب إرهاق سيرنان وارتفاع درجة حرارته، حيث تعرّق بغزارة لدرجة أن واقي خوذته تضباب قبل أن يتمكن من الوصول إلى وحدة المناورة المثبتة على ظهر المركبة الفضائية. لم يتعلّم رواد الفضاء كيفية العمل أثناء السير في الفضاء دون إرهاق إلا في مهمة جيميني 12 الأخيرة ، ولكن لم تُحمل وحدة المناورة في تلك الرحلة. ونظرًا لعدم وجود حاجة حقيقية لرحلات السير في الفضاء المستقلة لرواد الفضاء في برنامجي أبولو وسكايلاب ، فقد تأجلت الفكرة حتى ظهور برنامج مكوك الفضاء ، على الرغم من اختبار العديد من تصاميم أجهزة المناورة داخل سكايلاب .

الاستخدام النشط في الفضاء

استُخدمت وحدة التحكم الدقيقة (MMU) في ثلاث رحلات مكوكية عام 1984. أُجري أول اختبار لها في 7 فبراير خلال مهمة STS-41-B بواسطة رائدي الفضاء بروس ماكاندليس الثاني وروبرت ل. ستيوارت . بعد شهرين، خلال مهمة STS-41-C ، حاول رائدا الفضاء جيمس فان هوفتن وجورج نيلسون استخدام وحدة التحكم الدقيقة (MMU) لالتقاط قمر مهمة سولار ماكسيموم وإدخاله إلى حجرة حمولة المكوك لإجراء الإصلاحات والصيانة. كانت الخطة تقضي باستخدام وحدة تحكم دقيقة يقودها رائد فضاء للإمساك بالقمر باستخدام جهاز تثبيت محور الدوران (TPAD) المثبت بين وحدتي التحكم اليدويتين لوحدة التحكم الدقيقة، وإيقاف دورانه، والسماح للمكوك بإدخاله إلى حجرة الحمولة للتخزين. باءت ثلاث محاولات للإمساك بالقمر باستخدام جهاز تثبيت محور الدوران (TPAD) بالفشل. لم تتمكن فكوك الجهاز من تثبيت القمر على سولار ماكس بسبب وجود حلقة مطاطية على القمر لم تكن موجودة في مخططاته. أدى ذلك إلى خطة مرتجلة كادت أن تُنهي مهمة القمر الصناعي. تمثلت الخطة في استخدام رائد فضاء وحدة المناورة المتنقلة (MMU) يديه للإمساك بلوحة شمسية خاصة بنظام مراقبة الحركة الفضائية (SMM) وإيقاف دورانها بدفعة من محركات وحدة المناورة المتنقلة. إلا أن هذه المحاولة أدت إلى زيادة الدوران في محاور متعددة، ما جعل القمر الصناعي يتأرجح خارجًا عن السيطرة ويفقد بطاريته بسرعة. قام مهندسو مركز عمليات نظام مراقبة الحركة الفضائية بإيقاف جميع الأنظمة الفرعية غير الأساسية، وبفضل بعض الحظ تمكنوا من استعادة النظام قبل دقائق من تعطله التام. بعد ذلك، قام مهندسو الدعم الأرضي بتثبيت القمر الصناعي وإيقاف دورانه مؤقتًا لالتقاطه بواسطة الذراع الآلية للمركبة المدارية، نظام المناورة عن بُعد للمكوك الفضائي ( SRMS ). وقد أثبتت هذه الخطة أنها أفضل بكثير، إذ ساهم نجاحها في زيادة عمر القمر الصناعي.

كانت مهمة وحدة الدفع المتنقلة الأخيرة هي STS-51-A ، التي انطلقت في نوفمبر 1984. استُخدمت هذه الوحدة لاستعادة قمرين صناعيين للاتصالات، هما ويستار 6 وبالابا B2 ، اللذين لم يصلا إلى مداريهما الصحيحين بسبب خلل في وحدات الدفع. قام رائدا الفضاء جوزيف ب. ألين وديل غاردنر بالتقاط القمرين ونقلهما إلى حجرة حمولة المركبة المدارية لتخزينهما وإعادتهما إلى الأرض.

• مركبة فضائية لشخص واحد
• جهاز SPK السوفيتي

 تتضمن هذه المقالة مواداً متاحة للعموم من مواقع إلكترونية أو وثائق تابعة لوكالة ناسا .

• "تقييم وحدة المناورة المأهولة التابعة لناسا" (ملف PDF) . شركة ماكدونيل دوغلاس للملاحة الفضائية . 19 فبراير 1988.
• جوناثان مالوري (9 أكتوبر 2013). "بدلة الفضاء التفاعلية" . مؤرشف من الأصل في 9 أكتوبر 2013.
• "وحدة إدارة المكوك الفضائية" . موسوعة رواد الفضاء . 17 نوفمبر 2011. مؤرشف من الأصل في 4 مايو 2009.
• "وحدة المناورة المأهولة (MMU)" . لوكهيد مارتن . 28 مارس 2018.