Un sistema de control de reacción ( RCS ) es un sistema de nave espacial que utiliza propulsores para proporcionar control de actitud y traslación . Alternativamente, se utilizan ruedas de reacción para el control de actitud. El uso de empuje de motor desviado para proporcionar un control de actitud estable de una aeronave de despegue y aterrizaje corto o vertical por debajo de velocidades de vuelo de alas convencionales, como con el "jet de salto" Harrier , también puede denominarse sistema de control de reacción.
Los sistemas de control de reacción son capaces de proporcionar pequeñas cantidades de empuje en cualquier dirección o combinación de direcciones deseada. Un RCS también es capaz de proporcionar torsión para permitir el control de la rotación ( balanceo, cabeceo y guiñada ). [1]
Los sistemas de control de reacción suelen utilizar combinaciones de propulsores grandes y pequeños ( vernier ) para permitir diferentes niveles de respuesta.
Los sistemas de control de reacción de las naves espaciales se utilizan para:
Como las naves espaciales sólo contienen una cantidad finita de combustible y hay pocas posibilidades de recargarlas, se han desarrollado sistemas de control de reacción alternativos para poder conservar el combustible. Para el mantenimiento de la posición, algunas naves espaciales (particularmente aquellas en órbita geosincrónica ) utilizan motores de impulso altamente específicos, como arcojets , propulsores de iones o propulsores de efecto Hall . Para controlar la orientación, algunas naves espaciales, incluida la ISS , utilizan ruedas de impulso que giran para controlar las velocidades de rotación del vehículo.
Tanto la cápsula espacial Mercury como el módulo de reentrada Gemini utilizaron grupos de boquillas para proporcionar control de actitud . Los propulsores estaban ubicados fuera de su centro de masa , proporcionando así un par para girar la cápsula. La cápsula Gemini también era capaz de ajustar su curso de reentrada rodando, lo que dirigía su fuerza de elevación descentrada. [ aclaración necesaria ] Los propulsores Mercury usaban un monopropulsor de peróxido de hidrógeno que se convertía en vapor cuando era forzado a través de una pantalla de tungsteno , y los propulsores Gemini usaban combustible monometilhidrazina hipergólico oxidado con tetróxido de nitrógeno .
La nave espacial Gemini también estaba equipada con un sistema de maniobra y actitud en órbita hipergólica , lo que la convirtió en la primera nave espacial tripulada con capacidad de traslación y rotación. El control de actitud en órbita se logró disparando pares de ocho propulsores de 25 libras de fuerza (110 N) ubicados alrededor de la circunferencia de su módulo adaptador en el extremo de popa. El control de traslación lateral lo proporcionaban cuatro propulsores de 440 N (100 libras de fuerza) alrededor de la circunferencia en el extremo delantero del módulo adaptador (cerca del centro de masa de la nave espacial). Dos propulsores de 380 N (85 libras de fuerza) que apuntaban hacia adelante en la misma ubicación proporcionaban traslación hacia atrás, y dos propulsores de 440 N (100 libras de fuerza) ubicados en el extremo trasero del módulo adaptador proporcionaban empuje hacia adelante, lo que podría utilizarse para cambiar la órbita de la nave. El módulo de reentrada Gemini también tenía un sistema de control de reentrada separado de dieciséis propulsores ubicados en la base de su nariz, para proporcionar control de rotación durante la reentrada.
El módulo de comando Apollo tenía un conjunto de doce propulsores hipergólicos para control de actitud y control direccional de reentrada similar al Gemini.
El módulo de servicio Apollo y el módulo lunar tenían cada uno un conjunto de dieciséis propulsores hipergólicos R-4D , agrupados en grupos externos de cuatro, para proporcionar control de traslación y actitud. Los grupos estaban ubicados cerca de los centros de masa promedio de la nave y fueron disparados en pares en direcciones opuestas para controlar la actitud.
Un par de propulsores de traslación están ubicados en la parte trasera de la nave espacial Soyuz; Los propulsores que actúan en sentido contrario están emparejados de manera similar en el medio de la nave espacial (cerca del centro de masa) apuntando hacia afuera y hacia adelante. Estos actúan en pares para evitar que la nave espacial gire. Los propulsores para las direcciones laterales están montados cerca del centro de masa de la nave espacial, también en pares. [ cita necesaria ]
El suborbital X-15 y una nave aeroespacial de entrenamiento complementaria, el NF-104 AST , ambos destinados a viajar a una altitud que inutilizara sus superficies de control aerodinámico, establecieron una convención para las ubicaciones de los propulsores en vehículos alados que no estaban destinados a atracar en el espacio. ; es decir, aquellos que sólo cuentan con propulsores de control de actitud. Los de cabeceo y guiñada están ubicados en el morro, delante de la cabina, y reemplazan un sistema de radar estándar. Los de balanceo están situados en las puntas de las alas. El X-20 , que habría entrado en órbita, continuó este patrón.
A diferencia de estos, el Space Shuttle Orbiter tenía muchos más propulsores, que eran necesarios para controlar la actitud del vehículo tanto en el vuelo orbital como durante la primera parte de la entrada a la atmósfera, así como para llevar a cabo maniobras de encuentro y atraque en órbita. Los propulsores del transbordador estaban agrupados en la parte delantera del vehículo y en cada una de las dos cápsulas del Sistema de Maniobra Orbital de popa. Ninguna boquilla interrumpió el escudo térmico en la parte inferior de la nave; en cambio, las boquillas RCS de morro que controlan el paso positivo se montaron en el costado del vehículo y estaban inclinadas hacia abajo. Los propulsores de paso negativo orientados hacia abajo estaban ubicados en las cápsulas OMS montadas en la cola/pospués.
La Estación Espacial Internacional utiliza giroscopios de momento de control (CMG) accionados eléctricamente para el control de actitud primario, con sistemas de propulsores RCS como sistemas de respaldo y aumento. [3] [ ¿ fuente poco confiable? ]
