ドッキング

このページでは、ドッキングについて記載しています。

ドッキング概要

ドッキングとは真空中でドッキングポート同士を吸着させて機体を結合させることです。
双方の機体に同じサイズ(口径)のドッキングポートを必要とします。
また、RCSスラスターを機体に設置して、前後も含め上下左右方向へ平行推進を行なえるようにします。設置位置は重心との関係が重要になります。ほとんどのRSCスラスターは一液式推進剤を資源として消費します。
ドッキングを行なう過程では、その前提としてまずランデブーを行ないます。ランデブーの方法についてはこちらのページを参照してください。
以下に、ドッキングに関するトレーニング、使用するパーツ、RCSスラスターの配置、ランデブー後の手順を記載します。

トレーニング「ドッキング」

「ゲームを開始」メニューにあるトレーニングの「ドッキング」では、カービン周回軌道において二つの機体のうちの一方を操作して目標機に対してランデブーとドッキングを行ないます。
目標機のターゲット設定、軌道傾斜角合わせ、通過位置接近、ターゲット逆行噴射、RCSスラスター使用の順序で行ないます。
ドッキングポートのターゲットや、カメラビュー：固定の使用などについても説明があります。
なお、ドッキングに成功しても完了しない不具合があります。

ドッキング用パーツ

ドッキングポート
0.6m、1.25m、2.5mの断面に対応した3種類のサイズがあり、同じサイズ同士で吸着します。

RCS(スラスター)
噴射口は4方向のものと1方向のものとがあります。4方向のものは2方向から5方向にノズル数を変更できます。

RCS燃料タンク
ノード接続と表面設置の二通りのタイプがあります。

RCSスラスター配置

RCSスラスターは重心に対して適切に推力が加わるように配置します。燃料の消費で重心が変わることを考慮して配置することが推奨されます。それには建造時に重心を表示して、燃料を減らして重心の移動を確認します。重心付近にスラスターを設置するか、機体の先端と下端の外縁部に設置します。
小型で全長の短い機体の場合は、重心付近の設置でよく、大型の全長の長い機体や重心に配置できない機体は、機体の前後や外縁部に設置します。この方が機体を回転させるトルクは増大します。
機体の回転はリアクションホイールによっても行なえます。リアクションホイールの稼働に必要な電力は太陽光発電などによって補充できるのに対して、RCS燃料は有限であることに注意する必要があります。

1. 重心付近に設置
   • 重心表示
     建造画面左下の力学ボタンを押します。
   • 5方向×2
     4方向スラスターを×2対称配置で重心付近に設置してから、右クリックのアクションメニューで直交5方向を選択します。
   • 4方向×4
     4方向スラスターを×4対称配置で重心付近に設置します。
2. 機体の先端下端・外縁部に設置
   • 1方向×10
     機体の上端に1方向スラスターを×4対称配置で設置します。
     機体の下端に1方向スラスターを×4対称配置で設置します。
     機体の上下に1方向スラスターを×2対称配置で前後方向に向けて設置します。

ドッキング手順

概要にも記載している通り、ドッキングを行なうには、その前提としてまずはターゲットに対してランデブーを行ない、機体同士が目視できる距離まで近づく必要があります。
ランデブーの方法は、こちらのページを見てください。
ここでは、ランデブーによって相対速度を0m/s前後まで落とした後の状況からドッキングするまでの手順を記載します。

1. 10m/s以下の速度で目標へ近づく
   姿勢指示器の中心点をターゲットマーカーに合わせて加速噴射し、順行マーカーをターゲットマーカー内におさめ、ターゲット相対速度10m/s以下で接近します。
   ターゲットとの距離が10m程度になったら、逆行方向へ加速して相対速度を0m/sに近づけ、お互いがほぼ静止した状態にします。
   この状態になるまでの間に、以下のドッキングポートのターゲットと操縦基準変更を行ないます。
   
   
   • ドッキングポートをターゲット
     目標の機体はランデブーの過程ですでにターゲットに設定されていますが、ドッキングを行なう際には、目標機体のドッキング・ポートをターゲットに設定します。ある程度の距離(約100m以下)まで近づくと、目標機体のドッキング・ポートを右クリックできるようになり、アクションメニューからターゲットに設定できます。
     
     
   • ドッキングポートを操縦基準にする
     目標機体のドッキングポートをターゲットにするとともに、操作機体のドッキングポートを右クリックして、アクションメニューの「このパーツを基準に操縦する」を選択します。
     こうすることで、機体の先端にドッキングポートがない場合でも、ターゲットと操縦の基準がお互いのポート同士になり、それを基準にターゲットマーカーと姿勢表示の中心点、そして順行マーカーを合わせられます。
     目標機体が操作できるときは、操作を移して目標機体からも同様にすることで、よりドッキングを行ないやすくできます。
     
     
2. ドッキング操縦前準備
   10m程度に近づいた後にドッキングポート同士を吸着させる平行推進を行なうにあたって、以下の設定をします。
   • カメラビュー：固定
     Vキーを数回押してカメラモードを「固定」にすることで、画面が機体(操縦基準)と同期し、機体は固定された状態で画面が回転します。機体と画面の前後上下左右方向が一致するため、RCSスラスターの噴射方向が画面通りになります。
     
     
   • ドッキング・モード
     フライト画面左下のモード・コントロールをドッキング・モードにすることで、RCSスラスターによる平行推進と回転を同じキーを使って行なえます。
     キーボード使用時はもちろん、ゲームコントローラーなどの使用時にもRCSスラスターの操作が行ないやすくなります。
     回転/平行 切り替え : スペース
     平行選択時: RCS On/Off:T 前進:左Shift 後進:左Ctrl 上:s 下:w 左:a 右:d
     
     
3. RCSスラスター噴射による平行推進
   最初にお互いのドッキングポート同士を平行に向き合わせ、ポート同士の中心線が合う位置に向けて上下左右方向へ推進し、軸を合わせます。その後前進することで吸着結合します。
   • ドッキングポートを平行に向かい合わせる
     操作機体の現在位置で、目標のドッキングポートと操作機のドッキングポートが平行に向き合う角度に機体を回転させます。
     
     
   • 軸合わせ
     距離を保ったままRSCスラスターを使って上下・左右方向へ平行噴射し、ポート同士が正面に向き合うように、上下、左右の軸を合わせます。ポート同士が平行に向き合えば、前進のみで吸着・結合が行なえます。
     
     
   • 吸着・結合
     ドッキンング・ポート同士を向き合わせて1m程度の距離まで近づくと磁気吸着によって結合します。このときの速度は1m/s以下(0.1から0.9m/s)から数m/s程度が推奨されます。

ドッキング予備知識

操縦方向

• 方向合わせ
  • 「固定」視点にする（Ｖを数回押す）
    　機体を真後ろから見たときに上下左右が合います。
    　操作時に機体が回らず(実際には回りますが)、周囲の景色が回ります。
  • 天体のある方向に姿勢指示器の茶色部分を合わせる
    　「固定」以外の視点のときは、天体に姿勢指示器の茶色部分を合わせます。
• 横や後ろ向きのポートを前にする
  　ポートを右クリックし、「このパーツを基準に操縦」を選びます。
  　ポートの向きに姿勢指示器が合い、接続面が前方になります。
  　機体の後ろや横についていても、ポートが前になります。

SAS(RCS)

• SAS(RCS)を切るタイミング
  • ドッキング時
    • ポート同士が近づいて、磁気で引き合いだしたとき
  • ドッキング後
    • パーツ接合部分でしなり始めたとき（共振バグ発生時）
    • ドッキング機体から他の機体に操作を移すとき、機体を放置するとき

マニューバ、高度差

• 周回予約マニューバ
  　距離が遠いとき、一周で通過位置を合わせようとすると、高度変更と相対速度がかさみ、燃料消費が増大します。
  　その場合、まず少ない高度差・軌道長差で距離が縮まる軌道にするマニューバを実行します。
  　その後、再度ノードを作り、右クリック(サブモード)の周回送りで周回を増やし、一番通過位置が近づく周回にします。
  　そして、さらに通過位置が近づくようにマニューバを調整し、実行します。これを数回行なって、より通過位置を近づけてもよいでしょう。
  　あとは、通過位置までに逆行に噴射して、ランデブー/ドッキングします。
  　軌道高度変更量、速度変更量ともに少なくなり、時間はかかりますが、燃料消費を抑えられます。
• 軌道高度差による違い
  　高度差：大＝接近速度：速い、接近時間：短い、相対速度：高い、燃料消費：多い
  　高度差：小＝接近速度：遅い、接近時間：長い、相対速度：低い、燃料消費：少ない

地球軌道上のドッキング

今回ドッキングするのは、「探索船」と「機械船（月に向かうためのエンジン）」です。

最初に探索船を地球の30万メートルの円軌道に待機させておきます。
待機させる軌道は何メートルでも良いのですが24万メートル以上で1000倍速が使えるのでそれ以上の高度がいいと思います。（バージョン1.9からはPeが70250m以上なら100000倍速まで可能）

次に機械船を打ち上げます。とりあえず地球の周回軌道に載せますがAPポイントを探索船と同じ高度にします。

探索船のアイコンをクリックして「Set as Target」を押します。
そうすると色々矢印っぽいのが表示されます。

「Set as Target」を押した時に出てくるアイコンを説明します。
↓矢印は自分の未来位置、↑矢印は探索船の未来位置です。
↓矢印に自分が到達した時に、探索船は↑矢印にいる、という表示です。
この矢印を通過すると、さらに一周回って帰ってきた時の未来位置が表示されます。

←矢印、→矢印は、公転面（縦方向）が何度ズレているかが分かります。
画像だと+0.4度ズレているので 180度で加速すると修正されます。
－0.4度だと0度で加速すると修正されます。
Ascending Nodeが0.0度かNaNになれば修正完了です。

ここで一度、探索機に「追いつく軌道」と「追い抜かれる軌道」について説明します。
宇宙では追いつくために「減速」する、追い抜かれるために「加速」します。
上の画像が追いつく軌道で、下の画像が追い抜かれる軌道です。
地球軌道を回る円を小さくし近道して追いついたり、円を大きくして遠回りすることで探索機との距離を調整します。

では、探索船に近づいていきます。
画像では探索船が後ろにいるので追い抜かれる軌道にします。

追い抜かれる軌道にしたあとに一周して来ました。
↑矢印と↓矢印を見ると今度は追い抜かれる状態になっています。

今度は追い抜かれないように調整します。（画像では減速しています。）
すると、矢印同士が重なっていきます。
カーソルを矢印に合わせると色々数字が出てきます。
「Separation：2.2Km」と出てますが、探索船まで2.2kmまで近寄れることを表しています。

地球を一周してきて近づいてきたら相対速度を合わせます。
計器を見ると画像では「Target 37.7m/s」になっていますが、これは相手との相対速度が37.7m/sと言うことです。
ドッキング対象と離れすぎてる場合は「Orbit ***m/s」と表示されていると思います。
この場合は「Orbit ***m/s」の表示をクリックすると速度の基準が「Surface」「Orbit」「Target」と切り替わるので「Target」にして下さい。
「Target 37.7m/s」を「0m/s」にすると相対速度を合わせることができます。逆噴射マークで吹かして減速しましょう。

相対速度合わせが完了したらロケット全体が見渡せる視点にし、探索船を目視で探します。
探索船のラベルが出てないため近くに探索船が居ても見つからない場合があります。
そのような時はF4キーを押してラベルを表示します。

計器に上に出ているピンク色のマークの説明をします。
左側のマークは探索船の方向を指しています。
右側のマークはその反対方向を指しています。

スラスター等を使い機首と進行方向マークを探索船方向のマークに合わせて加速します。
(キーボードの「I」「J」「K」「L」で上下左右に水平移動できます。また「H」「N」で前進後進できます。)
この時、近づいたあとに減速をしなければならないので速度に気をつけてください。
直線的に探索船に向かってますが地球軌道を回っているので少しづつ進行方向がズレるので修正しながら近づきます。
※ドッキングする相手側のポートを進行方向に直交する向きにしておくと、位置合わせが楽になります。
例えば、進行方向が90°(東)なら、ドッキングするポートの向きを0°か180°(南か北)に合せてSASを入れておきます。
一度ドッキングポートの正面で相対速度をゼロにすれば、後は船体が回転するだけで、ドッキングポートの相対位置は前後方向の距離が変わるだけで上下左右には変わりません。

ある程度近づいたら相対速度を合わせます。
探索船のドッキングポートと機械船のドッキングポートが合うように調整します。
探索船にコントロールを移って機械船を「Set as Target」し、ピンクのマークに合わせます。
これでドッキングポート同士が向き合う状態になりドッキングの用意ができました。

Vキーを押してカメラモードをCHASEモードに切り替えます。
スラスターで微速前進しながら上下左右をスラスターで調整します。
画像ぐらいの距離までドッキングポート同士が近づくと、吸い付くように近づいてきます。
（ドッキングポートが上下左右少しでもずれていると吸い付きません。）
そして一つになったら成功です。

ドッキングはksp上でも高難易度かつ重要な操作です。
初めは少々慣れや経験が必要な部分が出てくると思いますが、
地道に練習していきましょう。

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