O roată de reacție este un dispozitiv folosit pentru a face ajustări precise în orientarea unei nave spațiale. Funcționează prin principiul conservării momentului unghiular – accelerarea unei roți de reacție duce la un răspuns proporțional din partea restului unei nave spațiale. În acest fel, orientarea unei nave spațiale poate fi controlată la același nivel ridicat de precizie ca și roțile de reacție. Roțile de impuls, pe de altă parte, sunt folosite pentru a stabiliza o navă spațială în mișcare.
Într-un sistem izolat, cantitatea totală de moment unghiular trebuie să rămână aceeași. Momentul unghiular este analog cu momentul liniar, cu excepția faptului că se referă mai degrabă la mișcarea de rotație decât la mișcarea liniară. Dacă un patinator pe gheață împinge un alt patinator pe gheață staționar, ambii se depărtează pentru a conserva impulsul liniar net. În mod similar, dacă o parte a unui sistem începe să se rotească într-o direcție, restul sistemului trebuie să se rotească în direcția opusă. În caz contrar, momentul unghiular total s-ar modifica.
În cazul unei nave spațiale, o roată de reacție poate fi rotită pentru a induce un răspuns din partea restului navei spațiale. Fără acest răspuns indus, momentul unghiular total s-ar modifica. Cu toate acestea, viteza finală de rotație a navei spațiale nu va fi, de obicei, aceeași cu viteza roții de reacție. Acest lucru se datorează faptului că momentul unghiular trebuie conservat, nu viteza unghiulară. Nava spațială se va mișca mai lent dacă este mult mai masivă decât roata de reacție.
Tehnologia roții de reacție este în general bine dezvoltată. Roțile metalice au fost folosite de peste un secol în trenuri. Electronica și echipamentele pentru a face ajustări fine la roțile de reacție, de asemenea, au multe aplicații terestre. Micile propulsoare de rachete, pe de altă parte, au o istorie limitată de dezvoltare și rafinament.
Ocazional, roțile de reacție trebuie „descărcate” dacă se învârt prea repede. Într-o misiune imprevizibilă, este posibil ca inginerii să nu știe în ce direcție va trebui îndreptată o navă spațială; prin urmare, este necesară o metodă de încetinire a roților de reacție fără a induce un răspuns. Propulsoarele de rachete pot fi declanșate pentru a contracara răspunsul de încetinire a unei roți de reacție.
O roată de moment folosește, de asemenea, principiul conservării momentului unghiular. Totuși, scopul său într-o navă spațială este să mențină o anumită orientare, mai degrabă decât să o schimbe. Diferite forțe asupra unei nave spațiale – inclusiv frecarea aerului și câmpurile gravitaționale și magnetice variate – pot produce cupluri care perturbă orientarea unei nave spațiale. Acest lucru este experimentat pe telescopul spațial Hubble, care depinde de o orientare stabilă pentru a se focaliza pe obiecte îndepărtate. Când se rotesc rapid, roțile de impuls pot rezista unor astfel de perturbări și pot ajuta la menținerea unei orientări stabile.