坎巴拉太空計劃新手教程（7）

VAB 系列第六部：交會對接

往期：知乎用戶

前情提要

在被催更了無數次，又驚聞新版本Release之後，作者終於來寫文了。

在先前的五部VAB系列中，我們從送飛船入軌，到精確機動，再到宰人登月，已經將這個遊戲的基礎知識學了個半。今天我們就來學習如何將兩個在軌道上以每秒數千米的對地速度飛行的航天器對接在一起。

一些知識

我們回顧高中物理必修二的內容：

1. 在相同半徑圓軌道飛行的航天器，無論質量大小，速度均相等。由萬有引力提供向心力的公式可證：

其中m為航天器質量，M為環繞星體質量，R為軌道半徑，v為速度，G為萬有引力常量。

得

速度與航天器質量無關，只與環繞星體的質量和軌道半徑有關。

因此，兩個在同軌道上的航天器是無法相互追及的。後方的航天器若加速欲追上前方航天器，其軌道另一端必然抬升，從而使軌道變為橢圓形。

2. 圓形軌道半徑越小，周期越小。

這也就意味著，內圈的航天器可以在繞行過程中逐漸追上位於外圈的前方航天器。注意，「追上」的定義是兩個航天器與地心的連線在同一直線上，且位於地心的同一側。

原理概述

我們的空間站正飛行在距離坎星100千米高的近坎赤道軌道上。在它飛越KSC後大約３分鐘，我們發射了一艘將與其對接運輸船至80千米高的赤道軌道。

運輸船與空間站可能還有零點幾度的軌道傾角差。我們在升交點或者降交點調整運輸船的軌道傾角，使其軌道平面與空間站軌道平面完全重合。這樣，不論我們怎麼加速或者左右偏航，最終都會留在空間站軌道所在平面內。具體原因在《精確機動》一章中已述。坎巴拉太空計劃新手教程（3）

下面，我們規劃一條轉移軌道，使得其遠坎點位於100千米高的空間站軌道上，且正好使得運輸船與空間站在該點相遇（兩者相距一千米以內）。

飛臨相遇點後，加速使得運輸船於空間站相互靜止，兩者軌道幾乎重合。開啟 RCS，使運輸船慢慢向空間站靠近，隨後對接。

具體操作步驟將在後面敘述。

火箭的建造

建造能夠完成對接任務的火箭，最重要的是裝載RCS燃料罐和噴口。

RCS 是一類通過噴射氣體從而對火箭姿態進行微調，並完成平移、俯仰、偏航和滾轉等動作的引擎。RCS 噴口使用 RCS 燃料，且應當合理分布在航天器質心周圍。

今天我們建造的火箭是一個專門用來測試對接的火箭。它只有兩級。

二級火箭頂端是一個對介面。其下分別為電池、動量輪、RCS 燃料罐和火箭燃料罐。側壁掛有太陽能板、天線和 RCS 噴口。

這裡安裝的八個 RV-105 RCS 噴口能夠合作提供上下左右前後六個方向的平移動作。應當注意的是，RCS 噴口應當平均分布在質心周圍。或者說，同方向上 RCS 噴口的合推力應當盡量經過質心，以及燃料消耗以後航天器的質心。偏差會造成航天器的翻滾，但一般能夠通過動量輪和 SAS 自動糾正。但若 RCS 合推力與質心相去甚遠，動量輪扭矩又不夠，就會出現問題了。此問題尤其容易出現在大型航天器上。確定 RCS 噴口位置時，應當移動燃料罐的燃料和氧化劑量，以模擬燃料消耗情況下質心的移動情況，並適當調整 RCS 噴口到折中的位置。

安裝完一級火箭和助推器後，我們就可以先行發射一艘對接測試船（A 船）到坎星赤道軌道上了。將其變軌至一百千米高度。

實操

１. 前期準備：基本操作

待 A 船飛掠 KSC 上空３分鐘後，我們就差不多可以讓 B 船起飛追趕它了。由於我們要留出一些時間做軌道機動，因此不能跟的太緊，但是間隔太長的話又會浪費很多時間等待合適的相位（如果以最節省燃料的飛法）

入軌，調整軌道高度至80千米。然後設置 A 船為目標，在升交點或者降交點調整軌道傾角。

注意，如果 AB 兩船的軌道都很圓的話，會大大減輕接下來操作的負擔。

按下 F5 保存。

２. 追上A船

現在AB兩船之間的相位角可能有30-60度，比較難以確定合適的加速點。但我們不急，先隨意在軌道上設置一個機動節點，拉動速度方向標誌直至軌道 AP 達到100千米，且出現了交匯點的標識。與此相對的，還有交匯點時目標的位置。把滑鼠移動於之上可以看到相距距離。

這裡的「交匯點」是 AB 兩船離得最近的點，現在它們之間最近可能有上百公里。

我們的任務很簡單：在軌道上前後滑動機動節點，但不要更改機動值，觀察交匯點和交匯點時目標的位置，直至兩點重合，然後微調機動值，直至相距距離小於一千米，但一般可以做到500米以內。

調整完成後，我們的B船隻要按照機動節點的指示進行機動，就能與 A 船相遇了。

等到 A 船在幾千米範圍內之後，一般 B 船的速度表會自動切換到相對 A 船速度。如果沒有自動切換，則點擊導航球上的綠色速度進行切換。

這時候，導航球上標識的速度方向即相對於 A 船質心的速度方向。只要切換 SAS 到逆速度方向，等待 A 船到達距離最近的位置，就可以開動引擎直接消除與 A 船的相對速度了。假如以坎星為參考系，我們就相當於完成了一次霍曼轉移，變軌到了100千米的圓軌。

假如一切如意，則按下 F5 保存。

３. 對接

接下來就是很微妙的操作了。

首先，右擊對介面，設置為「基於此處控制」。該設置將會以對介面面向的方向為前方，重新定義航天器的上下左右前後。雖然在這裡不會造成區別，但將來若想要使用側壁上的對介面對接，就十分必要了。

然後使用"["或者"]"鍵切換到 A 船，也右擊其對介面做相同設置。這樣，B 船瞄準的就是 A 船的對介面。然後，讓 A 船把 B 船設為目標（雙擊 B 船），然後將導航球旁的 SAS 方向設置為最後一行的目標方向。這樣，A 船的對介面就對準了B船即將飛來的位置，我們也就不用讓 B 船繞著 A 船兜圈子找對介面了。然後將 A 船的 SAS 切換回穩定輔助模式。（如果不切換回穩定輔助，A 船將會隨著 B 船的移動而移動，比較不方便。

切換回 B 船，也將其 SAS 切換到目標方向。等待翻滾完成後，按下 R 打開 RCS。作者比較習慣直接使用 IJKLHN 鍵操作 RCS，但也可以在左下角切換到對接模式，使用 WASD Shifts Ctrl操作。

RCS的操作為，IJKL (WASD) 為上、左、下、右平移，HN (Shift Ctrl) 為前後平移。

按下 H 加速。假如與 A 船相差在500米以上，則可以加速到 10m/s左右，否則控制在５m/s左右。進入100米範圍後，減速至２m/s以內。注意，由於 AB 兩船的軌道不完全重合，我們又使用 RCS 對軌道造成了改變，因此在飛向A船的過程中兩船的相對速度一定會有上下左右方向上的變化，即黃色速度方向逐漸偏離紫色的目標方向。不要驚慌，也不要看著航天器，盯著導航球上速度方向的偏離方位，然後使用 IJKL 做逆操作，使得速度方向再次與目標方向重合。

途中可以使用時間加速。等到兩船相距30米以內時，減速至0.3m/s。如果發現A船的對介面有點偏離，可以切換到A船再做一次對準。隨後慢慢等待兩船對介面吸合即可。

假如第一次失敗了，也不用著急。可以按下 N 使得飛船後退幾十米，然後消除兩者相對速度，再重新對準、對接。

操作請見視頻（從調整軌道傾角開始）

1080p視頻請移步B站 KSP VAB 6_嗶哩嗶哩 (゜-゜)つロ 乾杯~-bilibili

空間站

多嘗試幾次對接後，空間站的建造就不算太難的問題了。

一般空間站由乘員艙、燃料艙和各類功能艙組成。其中功能艙包括處理礦石的ISRU以及配套的電力和散熱設備、實驗艙和儀器艙等。少數能夠進行星際航行的空間站（星艦）還配有推進節和登陸艇。

VAB中的庫存空間站核心提供了一個良好的開端。我們可以在其之上對接各艙室以建造空間站。當然也可以自制環形空間站搭配二十七個3.75m直徑燃料罐和九個猛獁引擎一發入魂。

總結

1. 對接任務必備：RCS 燃料罐、RCS 噴口、對介面
2. 建造要領：RCS 噴口均勻分布在質心周圍
3. 對接步驟：調整軌道傾角，規劃相遇軌道，消除相對速度，開啟 RCS 對接。
4. RCS 操作方法：IJKL (WASD) 上左下右平移，HN (Shift Ctrl) 前後平移。也可以協助完成滾轉、俯仰和偏航的姿態調整。

分享上圖的空間站文件 https://pan.baidu.com/s/1fnevShY_uTAbnBZ-ahREgA，密碼6qlo

導入方式：複製 .craft 文件到Steam (SteamLibrary)steamappscommonKerbal Space Programsaves任一沙盒模式存檔ShipsVAB

作者的環形空間站文件暫已丟失，還請自行探索。

下集預告

會不會覺得坎星周圍已經令人乏味？想不想來一次星際之旅？敬請收看下集：載人Duna往返