เกม Kerbal Space Program: ตอนที่ 8 การนัดพบและเทียบยาน

การนัดพบหรือ Rendezvous (อ่านว่า รอนเดวู แปลว่าจุดนัดพบ) คือการนำยานของเราเข้าหาวัตถุอีกสิ่งหนึ่งเช่นยานหรือสถานีซึ่งโคจรอยู่ในอวกาศ การ rendezvous นับว่าเป็นงานยากสำหรับมือใหม่เลยทีเดียว จริงๆ ในเกมก็มี tutorial สอนอยู่เหมือนกัน แต่บอกขั้นตอนแบบไม่ค่อยให้เรารู้ที่มาที่ไป ทำให้บางทีเราเจอสถานการณ์ที่ต่างออกไป แล้วอาจจะไม่รู้ว่าต้องทำยังไง

วิธีการนัดพบ

โดยสรุปแล้วการนัดพบมีอยู่แค่ 4 ขั้นตอนเท่านั้นคือ

  1. ทำวงโคจรของยานเราและเป้าหมายให้มีระนาบความเอียง (inclination) ที่เท่ากัน
  2. กำหนด maneuver ถ่ายโอนวงโคจรที่จะสามารถเข้าใกล้เป้าหมายได้มากที่สุด
  3. รอจนยานเข้าใกล้เป้าหมาย หันไปในทิศที่จะพายานเข้าหาเป้าหมาย แล้วค่อยๆ ลดความเร็วลง(สัมพัทธ์กับเป้าหมาย)
  4. เมื่อชิดกับเป้าหมาย ลดความเร็วลงจนความเร็วสัมพัทธ์เป็นศูนย์ ก็เรียกว่าได้ rendezvous เป็นที่เรียบร้อย เตรียมทำการเทียบยานต่อไป

ทีนี้มาดูรายละเอียดของแต่ละข้อ

1. ทำวงโคจรของยานเราและเป้าหมายให้มีระนาบความเอียงที่เท่ากัน

  • ขั้นตอนนี้ไม่ค่อยไม่มีอะไรมาก พอเรา Set Target ได้แล้ว ให้เราพยายามปรับองศาความเอียงระหว่างวงโคจรให้เป็นศูนย์
  • โดยหากเราถึงจุดลดระดับ (Descending Node, DN) ให้เราหันหัวจรวดชี้ขึ้น (คือทิศ Normal ในกรณีที่โคจรทวนเข็มนาฬิกา) แล้ว Burn จนกว่าองศาความเอียงจะเป็นศูนย์
  • หรือหากเราถึงจุดเพิ่มระดับ (Ascending Node, AN) ให้เราหันหัวจรวดชี้ลง (คือทิศ Anti-Normal ในกรณีที่โคจรทวนเข็มนาฬิกา) แล้ว Burn จนกว่าองศาความเอียงจะเป็นศูนย์

2. กำหนด maneuver ถ่ายโอนวงโคจรที่จะสามารถเข้าใกล้เป้าหมายได้มากที่สุด

  • โดยการกำหนด maneuver ยืดวงโคจรของเราไปยังวงโคจรเป้าหมาย ณ ตำแหน่งที่ยานเราไปถึงวงโคจรเป้าหมายจะมีสัญลักษณ์การ Intercept ขึ้น ซึ่งในเกมจะช่วยให้เห็นว่า ตอนที่เราไปถึงวงโคจรนั้น ตำแหน่งของยานเรากับตำแหน่งของเป้าหมายห่างกันเท่าไหร่
  • สีส้มคือตำแหน่ง Intercept ที่ใกล้ที่สุด สีม่วงคือตำแหน่ง Intercept ที่สามารถเกิดขึ้นเป็นลำดับถัดไป
  • หากที่จุด Intercept นั้นเรายังห่างกับเป้าหมายมากเกินไป ให้ลองปรับเปลี่ยนตำแหน่งในการ maneuver หรือเพิ่มลดการ burn ดู เอาให้ได้จุด intercept ที่ยานเราใกล้กับเป้าหมายมากที่สุด
  • ใน Tutorial ของเกม รู้สึกจะแนะนำว่าควรทำให้ได้ระยะต่ำกว่า 5km แต่หากเราทำได้ไม่ถึงจริงๆ ก็ไม่เป็นไร ค่อยไปแก้ไขในขั้นตอนต่อไป
ตัวอย่างการ maneuver ถ่ายโอนวงโคจรและไป intercept กับเป้าหมาย

3. รอจนยานเข้าใกล้เป้าหมาย หันไปในทิศที่จะพายานเข้าหากับเป้าหมาย แล้วค่อยๆ ลดความเร็วลง

  • หลังจากวางแผน maneuver แล้วก็ burn ตามแผน ยานของเราก็จะลอยไปตามวิถี จนเมื่อเข้าใกล้เป้าหมาย ระยะซัก 60km NavBall จะแสดงความเร็วในโหมด Target แทนโหมด Orbit
  • และจะมี marker พิเศษโผล่ขึ้นมาใน NavBall สองตัวคือ Target และ Anti-Target marker ซึ่งแสดงทิศทางที่หันเข้าหาเป้าหมายและทิศทางที่หันหนีเป้าหมาย
    Target และ Anti-Target marker
  • เราต้องการลดความเร็วสัมพัทธ์กับเป้าหมาย ก็แสดงว่าต้องหันหน้าไปทาง Anti-target แล้วก็เตรียมเดินเครื่องยนต์หลัก …
  • แต่เดี๋ยวก่อน เราต้องรู้ให้ละเอียดก่อนว่า การเคลื่อนที่ของเรา จะส่งผลยังไงกับ Marker ใน NavBall
    • หากเราเดินเครื่องยานไปข้างหน้า เช่นเดินเครื่องยนต์หลัก หรือ RCS ไปด้านหน้า (กด H)
      ทิศทางที่เราหันหน้าไปจะ “ดูด” Prograde marker แต่จะ “ผลัก” Retrograde marker

    • หากเราเดินเครื่องยานถอยหลัง เช่นเดิน RCS ถอยหลัง (กด N)
      ทิศทางที่เราหันหน้าจะ “ผลัก” Prograde marker แต่จะ “ดูด” Retrograde marker

      Prograde และ Retrograde marker
  • ที่เราต้องทำก็คือ คอยพา Retrograde marker ไปทับ Anti-Target marker (หรือก็คือการพา Prograde marker ไปทับกับ Target marker เช่นกัน)
  • ดังนั้นตอนที่เราเริ่มเข้าใกล้ยานเป้าหมาย ให้ดูก่อนเลยว่า หากปล่อยไว้อย่างนี้ ยานเราจะมุ่งเข้าหาเป้าหมายหรือไม่ ก็คือหาก Retrograde marker ทับกับ Anti-Target marker ดีแล้ว แสดงว่าโอเค ให้เริ่ม burn เพื่อลดความเร็วลงได้
  • แต่หาก Retrograde marker เราไม่ทับกับ Anti-Target marker แล้วล่ะก็ ให้เรา burn ไปในทิศที่จะผลัก Retrograde marker ให้มาทับ Anti-Target marker ด้วย
หาก Retrograde เยื้องกับ Anti-Target อยู่อย่างนี้ อย่า burn!!! ให้หันหน้าไปในทิศที่จะ “ผลัก” Retrograde เข้าสู่ Anti-Target ก่อนทำการ burn ลดความเร็ว
Burn จน Retrograde จะถูกผลักไปทับ Anti-Target แล้วหยุด
จากนั้นจึงค่อยหันหา Anti-Target โดยตรง เพื่อ burn ลดความเร็วต่อ

4. เมื่อชิดกับเป้าหมาย ลดความเร็วลงจนความเร็วสัมพัทธ์เป็นศูนย์

  • หากยานเราพุ่งเข้าหาเป้าหมายตรงทาง ก็ไม่มีอะไรต้องห่วงแล้ว คอยลดความเร็วเป็นระยะ พร้อมกับประคองให้ Retrograde ทับ Anti-Target marker เท่านั้นเป็นพอ
  • เราไม่จำเป็นต้องหันทาง Anti-Target อย่างเดียวก็ได้ หากเราลดความเร็วจนช้าเกินไป หรือกรณีที่ “บินเลย” เราสามารถหันหน้าไปทาง Target แล้วเดินเครื่องเพื่อพุ่งเข้าหาเป้าหมายได้ โดยต้องพยายามลาก Prograde ให้ทับ Target marker ในลักษณะเดียวกัน
  • ถ้าเราใช้เครื่องยนต์หลัก จะสามารถเพิ่มลดความเร็วได้ทันใจ แต่ต้องคอยหันทิศทาง Target/Anti-Target แต่ถ้าใช้ RCS แม้จะปรับความเร็วได้ทีละน้อยๆ แต่สามารถยิงไอพ่นเดินหน้าหรือถอยหลังก็ได้โดยไม่ต้องหันหัว ก็เลือกเอาตามความเหมาะสม
  • เมื่อเข้าไปใกล้ๆ ในระยะที่มองเห็นเป้าหมายได้ชัด ก็เดิน RCS จนความเร็วสัมพัทธ์กับเป้าหมายเป็นศูนย์

การเทียบยาน (Docking)

  • ตั้ง Docking Port ของเป้าหมายเป็น “Target” และสั่ง “Control from” Docking Port ของยานเรา อย่าลืมเปิดฝา Docking Port (ถ้ามี)
  • หันหรือขยับยานของเราให้อยู่ในทิศที่พร้อมจะพุ่งตรงเข้าเทียบยาน
    • มีทริกเล็กน้อยคือหากเป้าหมายเราเป็นยานเหมือนกัน ให้กด “[” เพื่อ switch ไปที่ยานลำนั้น แล้วสั่งให้ยานลำนั้น Set Target มาที่เรา แล้วสั่งหันหัวเข้าหา Target (คือเรา) ก็จะช่วยได้มาก เพราะไม่ว่ายานเราจะเข้าทางไหน เป้าหมายก็จะหันหน้ารับเราเสมอ กด “[” อีกครั้งเพื่อกลับมาที่ยานเรา
  • ใช้ RCS ในการเคลื่อนที่เข้าหาเป้าหมายเบาๆ อย่าใช้เครื่องยนต์หลัก เดี๋ยวพลาดชนกันเองกระจุย
  • หลักการก็เหมือนกับที่กล่าวข้างต้นคือต้องพยายามลาก Prograde, ผลัก Retrograde ให้ทับกับ Target หรือ Anti-Target ขณะเคลื่อนที่
  • ตอนที่ปาก Docking Port เข้าใกล้กันมากๆ ให้ปิดระบบ SAS ซะ จะทำให้แม่เหล็กระหว่าง Docking Port ทั้งสองดูดติดกันได้ง่ายขึ้น (แม่เหล็กดูด Docking Port นี่มีเฉพาะในเกมเพื่อให้เล่นได้ง่าย เทคโนโลยีอวกาศของจริงยังไม่มีอะไรแบบนี้)
  • จบเรื่องเกี่ยวกับการ Docking เพียงแค่นี้

แม่นขึ้นได้อีกด้วยการคำนวณ

  • ย้อนกลับไปเรื่องการทำ maneuver เพื่อ Intercept กับเป้าหมายนั้น บางครั้งการลองผิดลองถูก อาจจะไม่สามารถทำได้ ไม่ว่าจะลากจะหมุน maneuver อย่างไรก็ไม่สามารถหาจุด Intercept ได้ซักที ถ้าเจอเรื่องแบบนี้ ก็ต้องใช้วิธีคำนวณแทนการลองผิดลองถูก
  • ถ้าให้วงโคจรแรกของเราอยู่ที่ระดับ R1 และวงโคจรเป้าหมายอยู่ที่ระดับ R2 และยานของเราเตรียม burn อยู่ที่จุด A เราต้องการให้ยานเราไปเจอกับเป้าหมายพอดีที่จุด B หมายความว่าเราต้องคำนวณระยะเวลาที่เราใช้ในการเดินทางจากจุด A ไปจุด B เพื่อย้อนกลับไปหาว่า ก่อนหน้านั้นเป้าหมาย มันอยู่ที่ไหนซักแห่งที่จุด C
  • โดยเราจะใช้ “มุมกวาดจริง” (True Anomaly) หรือมุมที่วัดกับจุดโฟกัสของการโคจรเป็นสิ่งที่ใช้ในการบอกตำแหน่งของยานทั้งสองลำ อย่างตอนแรกยานเราจะเริ่มต้นที่มุมกวาดเท่ากับ 0 องศา แต่ไปจบที่มุมกวาด 180 องศา ที่เราต้องการหาคือ Φ ซึ่งเป็นผลต่างของมุมกวาดเริ่มต้นของยานทั้งสอง ผลต่างนี้เราเรียกว่า “มุมเฟส” (Phase Angle)
  • ทั้งหมดสามารถคำนวณได้ โดยตั้งต้นจากกฎข้อที่สามของเคปเลอร์ ซึ่งกล่าวว่า ค่ากำลังสองของคาบเวลาในการโคจร จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับค่ากำลังสามของระยะกึ่งแกนเอก (กึ่งแกนเอกหรือ Semi-major axis หมายถึงครึ่งหนึ่งของความยาววงรี หรือในกรณีที่โคจรเป็นวงกลมก็คือรัศมีนั่นแหละ) เราจะได้ระยะเวลาที่ใช้ในการโคจรจะเท่ากับ
    ผมขอสรุปสุดท้ายเลยแล้วกันว่า

  • ซึ่งผมก็ได้ทำออกมาเป็น Excel Formula ไว้ให้ลองเอาไปใช้คำนวณกันดูเองได้

    =180*(1-SQRT((1+C2/C3)^3/8))

    เวลาเอาไปใช้ใน Excel นั้น, Cell “C2” ให้ใส่ค่า R1 (รัศมีโคจรเริ่มต้นของยาน ในหน่วย km), Cell “C3” ให้ใส่ค่า R2 (รัศมีโคจรปลายทาง ในหน่วย km), และผลที่ได้จะออกมาเป็นมุมเฟสในหน่วยองศา

  • ตัวอย่างเช่น
    • ยานเราโคจรอยู่ที่ความสูง 500km ส่วนยานปลายทางอยู่ที่ความสูง 1000km
    • ต้องคำนวณความสูงออกมาเป็นรัศมีก่อน โดยบวกรัศมีดาวเคอร์บินเข้าไปอีก 600km
      ดังนั้นในกรณีนี้เราจะได้ R1=1100km และ R2=1600km

    • นำไปเข้าสูตร เราจะได้มุมเฟส Φ = 40.49 องศา
    • นั่นก็คือ เวลาเล่นเกมเราต้องกด forward time รัวๆ ไปจนกว่าเป้าหมายจะนำหน้ายานของเราประมาณ 40 องศา จึงจะเป็นตำแหน่งในการทำ maneuver ถ่ายโอนวงโคจรที่ดีที่สุด
Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: