Uma roda de reação é um dispositivo usado para fazer ajustes precisos na orientação de uma nave espacial. Ele opera através do princípio de conservação do momento angular – acelerar uma roda de reação produz uma resposta proporcional do resto da espaçonave. Dessa forma, a orientação de uma espaçonave pode ser controlada com o mesmo alto nível de precisão das próprias rodas de reação. As rodas de impulso, por outro lado, são usadas para estabilizar uma espaçonave em movimento.
Em um sistema isolado, a quantidade total de momento angular deve permanecer a mesma. O momento angular é análogo ao momento linear, exceto que se refere ao movimento giratório em vez do movimento linear. Se um patinador empurra outro patinador estacionário, ambos se afastam para conservar o momento linear líquido. Da mesma forma, se parte de um sistema começa a girar em uma direção, o resto do sistema deve girar na direção oposta. Caso contrário, o momento angular total mudaria.
No caso de uma espaçonave, uma roda de reação pode ser girada para induzir uma resposta do resto da espaçonave. Sem esta resposta induzida, o momento angular total mudaria. A taxa de rotação final da espaçonave normalmente não será a mesma que a velocidade da roda de reação, no entanto. Isso ocorre porque o momento angular deve ser conservado, não a velocidade angular. A espaçonave se moverá mais devagar se for muito mais maciça do que a roda de reação.
A tecnologia da roda de reação é geralmente bem desenvolvida. As rodas de metal são usadas há mais de um século em trens. A eletrônica e o equipamento para fazer ajustes finos nas rodas de reação, da mesma forma, têm muitas aplicações terrestres. Os propulsores de foguetes pequenos, por outro lado, têm uma história limitada de desenvolvimento e refinamento.
Ocasionalmente, as rodas de reação precisam ser “descarregadas” se estiverem girando muito rápido. Em uma missão imprevisível, os engenheiros podem não saber para qual direção uma espaçonave precisará ser apontada; portanto, é necessário um método de desacelerar as rodas de reação sem induzir uma resposta. Os propulsores de foguetes podem ser disparados para conter a resposta de desacelerar uma roda de reação.
Uma roda de momento também usa o princípio de conservação do momento angular. Seu propósito em uma espaçonave, entretanto, é manter uma certa orientação, em vez de mudá-la. Várias forças em uma espaçonave – incluindo o atrito do ar e variados campos gravitacionais e magnéticos – podem produzir torques que perturbam a orientação de uma espaçonave. Isso é experimentado no Telescópio Espacial Hubble, que depende de uma orientação estável para focar em objetos distantes. Quando giradas rapidamente, as rodas de impulso podem resistir a tais distúrbios e ajudar a manter uma orientação estável.