Propulsores de maniobra y control de actitud.
Los propulsores de maniobra también pueden servir como propulsores de control de actitud, pero lo contrario no es cierto.
Esto se debe principalmente a su número y ubicación y, en el caso de las ruedas de reacción, a su incapacidad para proporcionar movimiento traslacional debido a cómo funcionan.
Control de actitud. Primero, considere la rueda de reacción. El sistema consiste en discos girando a alta velocidad en tres planos diferentes. Al ralentizar o acelerar estos discos, una nave puede cambiar su orientación en el espacio sin consumir masa de reacción o combustible. Un sistema como este se utiliza en la ISS. Desventajas: masa relativamente alta, calibración periódica y fabricación compleja. Ventajas: sin necesidad de combustible, alta precisión y buen funcionamiento. No vamos a considerar las velas solares porque su fuerza es extremadamente pequeña.
A continuación están los motores que se pueden utilizar tanto para el control de la actitud y la maniobra. La única diferencia entre los sistemas es el número y la ubicación de sus elementos de trabajo.
Propulsores de gas comprimido. Estos son lo más simples posible e igualmente ineficientes. El gas comprimido se libera a través de boquillas, donde se expande, gana velocidad y produce empuje. La velocidad de escape es de cientos de metros por segundo. No producen ninguna firma infrarroja ni visible.
Propulsores externos de masa de reacción calentados. Algo entre la propulsión de gas y cohete. Una fuente externa, como un reactor nuclear, calienta la masa de reacción. Se libera como gas a través de boquillas, donde se expande, gana velocidad y produce empuje. No crea ninguna firma visible. La velocidad de escape es de cientos de metros por segundo.
Cohetes de combustible químico. Utilizan varios pares de propulsantes que proporcionan diferente empuje, eficiencia y complejidad de diseño, pero pertenecen a la misma clase. El propulsor se quema en la cámara de combustión del motor, se calienta, se expande y sale a través de la boquilla para crear empuje. La velocidad de escape es de 2 a 3,5 km/s.
Propulsión eléctrica: motores de efecto Hall, ion, VASIMR y similares. La masa de reacción, generalmente un gas, es calentada a un estado ionizado, acelerada por un campo electromagnético, y expulsada para producir empuje. Hay muchos diseños y principios operativos diferentes. Su característica definitoria es extremadamente alta eficiencia. Sus desventajas son el consumo de energía y, sobre todo, el bajo empuje. La producción de un kilogramo de fuerza de empuje requiere más de 500 kilovatios de potencia. La velocidad de escape del gas o plasma es de 8 a 50 km/s.
Unidades de propulsante sólido. Pueden iniciarse una o varias veces. Su empuje no puede ser regulado, y requieren reemplazo. No son adecuados para el control de actitud.
Las unidades híbridas son similares a las de propulsante sólido, pero permiten la regulación de empuje.