Što je reakcijski kotač?

Reakcijski kotač je uređaj koji se koristi za precizno podešavanje orijentacije svemirske letjelice. Djeluje na temelju principa očuvanja kutnog momenta – ubrzanje reakcijskog kotača dovodi do proporcionalnog odgovora ostatka svemirske letjelice. Na taj se način orijentacija letjelice može kontrolirati s istom visokom razinom preciznosti kao i sami reakcijski kotači. Momentum kotači se, s druge strane, koriste za stabilizaciju letjelice u pokretu.

U izoliranom sustavu ukupna količina kutnog momenta mora ostati ista. Kutni moment je analogan linearnom momentu, osim što se odnosi na rotacijsko gibanje, a ne na linearno gibanje. Ako klizač odgurne drugog stacionarnog klizača, oba se razmiču kako bi očuvali neto linearni zamah. Slično, ako se dio sustava počne vrtjeti u jednom smjeru, ostatak sustava mora se okretati u suprotnom smjeru. Inače bi se promijenio ukupni kutni moment.

U slučaju svemirske letjelice, reakcijski kotač se može okretati kako bi se inducirao odgovor ostatka svemirske letjelice. Bez ovog induciranog odgovora, ukupni kutni moment bi se promijenio. Međutim, konačna brzina rotacije letjelice obično neće biti ista kao i brzina reakcijskog kotača. To je zato što se mora sačuvati kutni moment, a ne kutna brzina. Letjelica će se kretati sporije ako je mnogo masivnija od reakcijskog kotača.

Tehnologija kotača za reakciju općenito je dobro razvijena. Metalni kotači se koriste više od jednog stoljeća u vlakovima. Elektronika i oprema za fino podešavanje reakcijskih kotača također imaju mnoge zemaljske primjene. Mali raketni potisnici, s druge strane, imaju ograničenu povijest razvoja i usavršavanja.

Povremeno je potrebno “istovariti” kotače za reakciju ako se vrte prebrzo. U nepredvidivoj misiji, inženjeri možda neće znati u kojem smjeru treba usmjeriti letjelicu; stoga je neophodna metoda usporavanja reakcijskih kotača bez izazivanja odgovora. Raketni potisnici mogu se ispaliti kako bi se suprotstavili reakciji usporavanja kotača za reakciju.

Kotač gibanja također koristi načelo očuvanja kutnog momenta. Međutim, njegova je svrha u letjelici zadržati određenu orijentaciju, a ne mijenjati je. Različite sile na letjelicu – uključujući trenje zraka i različita gravitacijska i magnetska polja – mogu proizvesti zakretne momente koji ometaju orijentaciju letjelice. To se doživljava na svemirskom teleskopu Hubble, koji ovisi o stabilnoj orijentaciji za fokusiranje na udaljene objekte. Kada se brzo okreću, momentni kotači mogu odoljeti takvim smetnjama i pomoći u održavanju stabilne orijentacije.