La Magallanes es una nave estabilizada en tres ejes ya que necesita realizar frecuentes cambios de orientación en el espacio mientras orbita alrededor de Venus. Utiliza un sistema de giróscopos para permanecer orientada en todo momento hacia el punto deseado, esta maniobra se lleva a cabo por medio de volantes de inercia controlados por uno de los dos ordenadores ATAC-16 que están localizados en el bus de equipamiento.

En cada vuelta orbital que la Magallanes da a Venus la nave rota cuatro veces:

  1. Hacia fuera del planeta para apuntar a la Tierra y transmitir datos.
  2. Hacia el espacio para determinar con precisión errores de orientación.
  3. De nuevo hacia la Tierra para reanudar la transmisión de datos.
  4. Otra vez hacia la superficie de Venus para el mapeado.
Mientras dura cada órbita elíptica para mapear la superficie, la nave está realizando maniobras con las que consigue ajustar el apuntamiento de la HGA a los cambios de posición sobre la superficie del planeta.

Durante la fase de mapeado de la misión hay 1.852 órbitas requiriendo 7.408 cambios de posición en 243 días. Si estos cambios de posición se tuvieran que llevar a cabo con cohetes de propulsión tendría que haber más de 14.800 propulsores encendidos para cada uno de los tres ejes de control de la nave (uno para comenzar la maniobra, otro para pararla y un propulsor periódico que se enciendiera para controlar la tasa). De todos modos la Magallanes necesitará inmensos tanques de combustible.

Pero la Magallanes sólo tiene un pequeño depósito de combustible. Para mantener la posición y el apuntamiento se utilizan los volantes de inercia.Cuando se quiere que la Magallanes gire en una determinada dirección, un motor eléctrico que se encuentra en la nave recibe la orden de comenzar a hacer girar un volante de inercia en la dirección opuesta, gracias a la tercera Ley de Newton, la nave gira en la dirección deseada mientras los volantes de inercia giran justo en la dirección contraria. Los tres volantes de inercia, uno para cada posible eje de giro, están situados en el FEM. El trabajo de mantener el seguimiento de la orientación de la nave se lleva a cabo por medio de giróscopos y un escáner estelar. Si la orientación de la nave es distinta de la deseada en unos grados predeterminados (habitualmente 0,01º) los volantes de inercia pertinentes reciben la orden de acelerarse o ralentizarse hasta que la orientación está de nuevo en los límites permitidos.

Completando el hardware del control de posición se encuentran los sensores solares y los motores de los paneles solares, que los mantienen apuntando siempre al sol. La mayoría del tiempo la altitud de la nave se programa para mantener los ejes de los paneles solares perpendiculares a la línea del sol, lo que permite a los paneles apuntar con exactitud al sol.

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