Jetpack tahun lima puluhan abad terakhir tidak dapat membanggakan kinerja tinggi. Kendaraan-kendaraan yang masih berhasil mengudara memiliki konsumsi bahan bakar yang terlalu tinggi, yang secara negatif mempengaruhi durasi penerbangan maksimum yang mungkin. Selain itu, desain yang berbeda memiliki beberapa masalah lain. Seiring waktu, militer dan insinyur menjadi kecewa dengan teknologi seperti itu, yang sebelumnya dianggap menjanjikan dan menjanjikan. Namun, ini tidak menyebabkan penghentian total pekerjaan. Pada akhir tahun lima puluhan, NASA menjadi tertarik dengan topik ini, yang berharap dapat menerapkan teknologi baru dalam program luar angkasa.
Di masa mendatang, spesialis NASA berharap tidak hanya mengirim manusia ke luar angkasa, tetapi juga memecahkan beberapa masalah lain. Secara khusus, kemungkinan bekerja di ruang terbuka, di luar kapal, dipertimbangkan. Untuk solusi lengkap masalah dalam kondisi seperti itu, diperlukan peralatan tertentu yang dengannya astronot dapat dengan bebas bergerak ke arah, manuver yang diinginkan, dll. Pada awal tahun enam puluhan, NASA meminta bantuan dari angkatan udara, yang saat ini telah berhasil melakukan beberapa program serupa. Selain itu, ia menarik beberapa perusahaan industri penerbangan untuk bekerja, yang diundang untuk mengembangkan versi mereka sendiri dari pesawat pribadi untuk program luar angkasa. Antara lain, tawaran seperti itu diterima oleh Chance-Vought.
Menurut data yang tersedia, bahkan pada tahap penelitian pendahuluan, spesialis NASA sampai pada kesimpulan mengenai faktor bentuk optimal dari teknologi yang menjanjikan. Ternyata alat transportasi pribadi yang paling nyaman adalah ransel dengan satu set mesin jet berdaya rendah. Perangkat semacam itu dipesan oleh perusahaan kontraktor. Perlu dicatat bahwa varian lain dari peralatan juga dipertimbangkan, namun ransel yang dikenakan di bagian belakang astronot yang dianggap optimal.
Tampilan umum pakaian luar angkasa Chance-Vought dan SMU. Foto oleh majalah Popular Science
Selama beberapa tahun berikutnya, Chance Vout melakukan serangkaian penelitian dan membentuk tampilan kendaraan ruang angkasa. Proyek tersebut mendapat sebutan SMU (Self-Maneuvering Unit). Pada tahap akhir pengembangan proyek dan selama pengujian, penunjukan baru digunakan. Perangkat diubah namanya menjadi AMU (Unit Manuver Astronaut - "Perangkat untuk manuver astronot").
Mungkin penulis proyek SMU memiliki gagasan tentang perkembangan tim Wendell Moore dari Bell Aerosystems, serta mengetahui tentang perkembangan lain di bidang ini. Faktanya adalah bahwa jetpack Bell dan pesawat ruang angkasa yang muncul beberapa saat kemudian harus memiliki mesin yang sama, meskipun dengan karakteristik yang berbeda. Diusulkan untuk melengkapi produk SMU dengan mesin jet yang beroperasi dengan hidrogen peroksida dan menggunakan dekomposisi katalitiknya.
Proses dekomposisi katalitik hidrogen peroksida saat ini secara aktif digunakan dalam berbagai teknik, termasuk di beberapa jetpack awal. Inti dari ide ini adalah memasok "bahan bakar" ke katalis khusus yang menyebabkan zat tersebut terurai menjadi air dan oksigen. Campuran uap-gas yang dihasilkan memiliki suhu yang cukup tinggi, dan juga mengembang dengan kecepatan tinggi, yang memungkinkan untuk menggunakannya sebagai sumber energi, termasuk dalam mesin jet.
Perlu dicatat bahwa dekomposisi hidrogen peroksida bukanlah sumber energi yang paling ekonomis dalam konteks jetpack. Dibutuhkan terlalu banyak "bahan bakar" untuk menghasilkan daya dorong yang cukup untuk mengangkat seseorang ke udara. Jadi, dalam proyek Bell, tangki 20 liter memungkinkan pilot untuk tetap di udara tidak lebih dari 25-30 detik. Namun, ini hanya berlaku untuk penerbangan di Bumi. Dalam kasus ruang terbuka atau permukaan Bulan, karena bobot astronot yang lebih rendah (atau tidak ada), dimungkinkan untuk memberikan karakteristik yang diperlukan dari peralatan tanpa konsumsi hidrogen peroksida yang terlalu tinggi.
Dalam perjalanan proyek SMU, beberapa masalah utama harus diselesaikan, yang utama tentu saja adalah jenis mesin jet. Selain itu, perlu untuk menentukan tata letak optimal seluruh perangkat, komposisi peralatan yang diperlukan dan sejumlah fitur lain dari proyek. Menurut laporan, studi tentang masalah ini akhirnya mengarah pada desain pakaian luar angkasa asli, yang diusulkan untuk digunakan dengan produk SMU / AMU.
Pekerjaan desain utama selesai pada paruh pertama tahun 1962, tak lama kemudian, Chance-Vought menghasilkan prototipe ruang jetpack. Pada musim gugur tahun yang sama, perangkat pertama kali ditampilkan kepada pers. Gambar sistem yang diusulkan diterbitkan untuk pertama kalinya dalam Popular Science edisi November. Selain itu, artikel di majalah ini memberikan diagram tata letak dan beberapa karakteristik utama.
Salah satu foto yang diterbitkan oleh Popular Science menunjukkan seorang astronot dalam pakaian luar angkasa baru dengan SMU di punggungnya. Pakaian luar angkasa yang diusulkan memiliki helm bulat dengan pelindung wajah yang diturunkan dan bagian bawah yang dikembangkan, yang seharusnya diletakkan di bahu astronot. Ada juga beberapa konektor untuk menghubungkan pakaian antariksa ke sistem jetpack. Pakaian antariksa dari Chance-Vought sangat berbeda dari produk modern untuk tujuan ini. Itu dibuat seringan mungkin dan, tampaknya, tidak dilengkapi dengan serangkaian tindakan perlindungan yang diperlukan untuk memenuhi persyaratan saat ini.
Ransel itu sendiri adalah balok persegi panjang dengan dinding depan cekung dan seperangkat alat untuk mengencangkan punggung astronot. Jadi, di atas dinding depan ada dua "pengait" khas yang dengannya ransel diletakkan di bahu astronot. Di bagian tengah ada ikat pinggang tempat panel kontrol silinder dengan beberapa tuas berada. Beberapa kabel dan pipa fleksibel juga disediakan untuk menghubungkan ransel ke pakaian antariksa.
Kebutuhan untuk memastikan operasi jangka panjang di luar pesawat ruang angkasa, serta ketidaksempurnaan teknologi saat itu, memengaruhi tata letak pesawat ruang angkasa. Di bagian atas SMU terdapat unit sistem oksigen loop tertutup yang besar. Perangkat ini dimaksudkan untuk memasok campuran pernapasan ke helm astronot, diikuti dengan memompa keluar gas yang dihembuskan dan mengeluarkan karbon dioksida. Tidak seperti selang untuk memasok campuran pernapasan dari kapal atau tabung gas terkompresi, sistem dengan peredam karbon dioksida tidak mengganggu kemampuan manuver astronot dan memungkinkan untuk tinggal di ruang terbuka untuk waktu yang lama.
SMU tanpa panel belakang. Foto oleh majalah Popular Science
Menurut laporan, selama demonstrasi kepada wartawan, SMU tidak dilengkapi dengan sistem pendukung kehidupan kerja. Peralatan ini belum siap dioperasikan dan membutuhkan pemeriksaan tambahan, oleh karena itu diganti pada prototipe dengan simulator dengan berat dan dimensi yang sama. Dalam konfigurasi inilah perangkat mengambil bagian dalam tes pertama. Selain itu, pekerjaan ke arah ini sangat tertunda, itulah sebabnya bahkan prototipe yang lebih baru, yang dibangun pada akhir tahun 1962, diuji tanpa sistem oksigen dan hanya dilengkapi dengan simulatornya.
Bagian kiri bawah lambung (relatif terhadap pilot) diberikan untuk penempatan tangki hidrogen peroksida. Di sebelah kanannya ada seperangkat peralatan lain untuk berbagai keperluan. Di bagian atas kompartemen kanan bawah adalah stasiun radio yang menyediakan komunikasi suara dua arah; di bawahnya dipasang baterai dan unit catu daya untuk peralatan, serta silinder nitrogen terkompresi untuk sistem pasokan bahan bakar dan pengatur gas.
Di sisi sisi permukaan atas jetpack, empat mesin mini dengan nozelnya sendiri (dua di setiap sisi) disediakan. Mesin yang sama ditemukan di permukaan bawah lambung. Selain itu, dua mesin dengan tata letak yang sama terletak di tengah permukaan bawah. Secara total, 10 mesin tersedia untuk pelepasan gas jet. Nozel semua mesin diputar dan dimiringkan di sisi yang berbeda dan harus bertanggung jawab untuk menciptakan daya dorong yang diarahkan ke arah yang diinginkan.
Setiap mesin dilaporkan menjadi unit kecil dengan konverter katalitik pelat untuk menginduksi dekomposisi bahan bakar. Ada katup yang dikendalikan solenoida di depan katalis. Kesepuluh mesin diusulkan untuk dihubungkan ke tangki bahan bakar, yang, pada gilirannya, terhubung ke tabung gas terkompresi.
Prinsip mesinnya sederhana. Di bawah tekanan nitrogen terkompresi, hidrogen peroksida seharusnya memasuki saluran pipa dan mencapai mesin. Atas perintah sistem kontrol, solenoida mesin harus membuka katup dan menyediakan akses "bahan bakar" ke katalis. Ini diikuti oleh reaksi dekomposisi dengan pelepasan campuran uap-gas melalui nosel dan pembentukan gaya dorong.
Nozel diposisikan sedemikian rupa sehingga, dengan menyalakan motor secara sinkron atau asimetris, dimungkinkan untuk bergerak ke arah yang diinginkan, berbelok atau memperbaiki posisinya. Misalnya, penyertaan semua mesin yang diarahkan ke belakang secara simultan memungkinkan untuk bergerak maju, dan belokan dilakukan karena penyertaan mesin yang asimetris di sisi yang berbeda.
Versi pertama SMU menerima panel kontrol yang relatif sederhana yang dibuat dalam wadah silinder dan terletak di ikat pinggang. Di bagian samping, di bawah tangan kanan, ada tuas kontrol untuk gerakan maju atau mundur. Sebuah tuas untuk kontrol pitch dan yaw ditempatkan di dinding depan. Di atas adalah tuas lain yang bertanggung jawab untuk kontrol gulungan. Selain itu, disediakan sakelar sakelar untuk menghidupkan mesin, stasiun radio, dan autopilot. Dengan bantuan kontrol tersebut, pilot dapat memasok hidrogen peroksida ke mesin yang diperlukan dan dengan demikian mengontrol gerakannya.
Selain kontrol manual, SMU memiliki otomatisasi yang dirancang untuk memudahkan pekerjaan astronot. Jika perlu, ia dapat menyalakan autopilot, yang, dengan menggunakan giroskop dan elektronik yang relatif sederhana, harus memantau posisi jetpack di ruang angkasa, menyesuaikannya jika perlu. Diasumsikan bahwa rezim seperti itu akan diterapkan selama pekerjaan jangka panjang di satu tempat, misalnya, ketika memperbaiki instrumen di permukaan luar pesawat ruang angkasa. Dalam hal ini, astronot diberi kesempatan untuk melakukan berbagai pekerjaan, dan otomatisasi harus memantau pelestarian posisi yang diinginkan.
Versi jetpack SMU yang disajikan kepada wartawan memiliki berat sekitar 160 pon (sekitar 72 kg). Saat digunakan di bulan, berat perangkat berkurang menjadi 25 pon (11,5 kg), dan saat bekerja di orbit Bumi, bobotnya harus benar-benar bebas.
Tata letak jetpack SMU selama pengujian. Foto dari laporan
Menurut publikasi Popular Science, sampel SMU yang disajikan dihitung untuk memungkinkan astronot terbang hingga 1000 kaki (304 m) dengan pengisian bahan bakar hidrogen peroksida tunggal. Daya dorong mesin, menurut pengembang, sudah cukup untuk memindahkan beban yang cukup besar. Misalnya, kemungkinan memindahkan suatu benda, misalnya pesawat ruang angkasa, yang beratnya mencapai 50 ton, dinyatakan dalam hal ini, astronot harus mengembangkan kecepatan orde satu kaki per detik.
Beberapa bulan sebelum demonstrasi peralatan SMU kepada wartawan, pada pertengahan 1962, sebuah prototipe dikirim ke Pangkalan Angkatan Udara Wright-Patterson (Ohio), di mana ia akan diuji. Untuk melakukan semua tes yang diperlukan, spesialis dari Kementerian Pertahanan terlibat dalam proyek tersebut, serta peralatan khusus. Jadi, sebagai platform uji, pesawat khusus KC-135 Zero G dipilih, yang digunakan untuk penelitian dalam kondisi tanpa bobot jangka pendek.
Penerbangan pertama dengan "gravitasi nol" berlangsung pada 25 Juni 62, dan selama bulan-bulan berikutnya beberapa lusin tes pengoperasian jetpack dalam gravitasi nol dilakukan. Selama waktu ini, dimungkinkan untuk menetapkan kemungkinan mendasar menggunakan sistem seperti itu dalam praktik. Selain itu, beberapa karakteristik dan data penerbangan dasar telah dikonfirmasi. Jadi, daya dorong mesin sudah cukup untuk terbang di atmosfer udara dan melakukan beberapa manuver sederhana.
Pengujian perangkat SMU yang berhasil tidak menyebabkan terhentinya pekerjaan desain. Pada akhir tahun 1962, pengembangan dimulai pada versi terbaru dari jetpack untuk astronot. Dalam versi proyek yang dimodernisasi, diusulkan untuk mengubah tata letak peralatan, serta membuat beberapa penyesuaian lain pada desain. Karena semua ini, itu seharusnya meningkatkan karakteristik, terutama stok "bahan bakar" dan data penerbangan dasar. Setelah dimulainya pekerjaan pada proyek yang diperbarui, nama baru AMU muncul, yang segera mulai diterapkan sehubungan dengan produk SMU sebelumnya, itulah sebabnya beberapa kebingungan mungkin terjadi.
Menurut data yang ada, tampilan AMU yang dimodernisasi tidak jauh berbeda dengan SMU dasar. Bagian luar lambung tidak mengalami perubahan besar, dan sistem untuk memasang peralatan ke punggung astronot tetap sama. Pada saat yang sama, tata letak unit internal telah berubah secara radikal. Rentang penerbangan pada level 300 m tidak sesuai dengan NASA, itulah sebabnya diusulkan untuk menggunakan tangki bahan bakar baru. Jetpack AMU menerima tangki hidrogen peroksida besar dan panjang yang menempati seluruh bagian tengah lambung. Volume tangki baru adalah 660 meter kubik. inci (10,81 L). Peralatan lain ditempatkan di sisi tangki ini.
Di antara unit lainnya, peralatan baru menyimpan tangki untuk nitrogen terkompresi dari sistem perpindahan untuk memasok hidrogen peroksida. Menurut proyek tersebut, nitrogen akan dipasok ke tangki bahan bakar pada tekanan 3500 psi (238 atmosfer). Namun, selama pengujian, digunakan tekanan yang lebih rendah: sekitar 200 psi (13,6 atm). Prototipe peralatan AMU dilengkapi dengan mesin dengan berbagai kekuatan. Jadi, nozel yang bertanggung jawab untuk bergerak maju dan mundur mengembangkan tingkat dorong 20 pon, yang digunakan untuk bergerak naik dan turun - 10 pon.
Perangkat AMU di masa depan dapat menerima sistem pendukung kehidupan, tetapi bahkan pada saat pengujian dimulai, peralatan tersebut belum siap. Karena itu, AMU yang berpengalaman, seperti pendahulunya, hanya menerima model sistem yang diinginkan dengan dimensi dan berat yang sama. Setelah menyelesaikan semua pekerjaan desain dan pengujian yang diperlukan, sistem oksigen dapat dipasang di jetpack luar angkasa.
Tak lama setelah akhir perakitan, pada akhir 1962 atau awal 1963, AMU dikirim ke pangkalan Wright-Patterson untuk pengujian. Pesawat KC-135 Zero G yang dilengkapi peralatan khusus kembali menjadi "proving ground" untuk pemeriksaannya. Berbagai pemeriksaan terus dilakukan setidaknya hingga akhir musim semi tahun 1963.
Pada pertengahan Mei 1963, penulis proyek menyiapkan laporan tentang tes yang dilakukan. Pada saat ini, sebagaimana dinyatakan dalam dokumen, lebih dari seratus penerbangan pada lintasan parabola dilakukan, di mana pengoperasian jetpack dalam gravitasi nol diuji. Selama pengujian, meskipun durasi penerbangan singkat dengan gravitasi nol, dimungkinkan untuk menguasai kontrol kedua kendaraan, serta memeriksa kemampuan mereka untuk mengangkut pilot atau kargo.
Ransel AMU selama pengujian. Foto dari laporan
Di bagian akhir laporan, dikatakan bahwa jetpack AMU dalam bentuknya yang sekarang memiliki karakteristik yang memuaskan dan dapat digunakan untuk menyelesaikan tugas-tugas yang diberikan padanya. Juga dicatat bahwa daya dorong mesin hingga 20 pon cukup untuk penerbangan terkontrol ke arah yang diinginkan dan untuk melakukan berbagai manuver. Susunan nozel mesin yang dipilih disediakan, seperti yang tertulis dalam laporan, kontrol yang sangat baik atas peralatan karena penempatan pada jarak yang sama dari pusat gravitasi sistem "pilot + ransel".
Autopilot umumnya dilakukan dengan baik, tetapi membutuhkan perbaikan dan tes tambahan. Dalam beberapa situasi, perangkat ini tidak dapat merespons perubahan posisi ransel dengan benar. Selain itu, diusulkan untuk "mengajarkan" otomatisasi kontrol untuk mengabaikan penyimpangan kecil (hingga 10 °) peralatan dari posisi yang ditentukan. Mode ini memungkinkan untuk secara signifikan mengurangi konsumsi hidrogen peroksida.
Astronot yang akan menggunakan produk AMU di masa depan harus menjalani kursus pelatihan khusus, di mana mereka tidak hanya dapat menguasai kontrol, tetapi juga belajar "merasakan" peralatan tersebut. Kebutuhan ini dibuktikan dengan beberapa penerbangan uji di bawah kendali seorang pilot dengan tingkat pelatihan yang tidak memadai. Dalam kasus seperti itu, pilot bertindak lambat dan tidak berbeda dalam akurasi kontrol.
Secara umum, penulis laporan sangat menghargai AMU itu sendiri dan hasil pengujiannya. Direkomendasikan untuk melanjutkan pekerjaan pada proyek, untuk terus meningkatkan seluruh struktur dan komponen individualnya, serta memperhatikan beberapa mode penerbangan. Semua tindakan ini memungkinkan untuk mengandalkan penampilan jetpack yang bisa diterapkan untuk astronot, sepenuhnya cocok untuk menyelesaikan semua tugas yang diberikan.
NASA dan Chance-Vought, serta sejumlah organisasi terkait memperhitungkan laporan penguji dan melanjutkan pekerjaan pada proyek yang menjanjikan. Pada pertengahan dekade, berdasarkan perkembangan proyek SMU/AMU, perangkat baru dikembangkan, yang bahkan rencananya akan diuji di luar angkasa.
Pekerjaan lebih lanjut di bidang jetpack luar angkasa dimahkotai dengan kesuksesan. Pada awal tahun delapan puluhan, MMU pertama dikirim ke luar angkasa, yang digunakan sebagai bagian dari peralatan pesawat luar angkasa Space Shuttle. Peralatan ini aktif digunakan dalam berbagai misi untuk menyelesaikan berbagai masalah. Dengan demikian, gagasan jetpack, meskipun banyak kegagalan, mulai digunakan secara praktis. Benar, mereka mulai menggunakannya bukan di Bumi, tetapi di luar angkasa.
