सबसे कठिन समस्याओं में से एक जिसे अंतरिक्ष यान इंजीनियरों को हल करना होता है, वह है पृथ्वी के वायुमंडल में फिर से प्रवेश करना। अधिकांश अंतरिक्ष मलबे के विपरीत, जो जलता है क्योंकि यह वायुमंडल और अंतरिक्ष के बीच इंटरफेस का सामना करता है, a इस मुठभेड़ के दौरान अंतरिक्ष यान बरकरार और ठंडा रहना चाहिए ताकि वह एक में जमीन पर वापस आ सके टुकड़ा। इस उद्देश्य को प्राप्त करने और आपदा को टालने के लिए इंजीनियरों को अपने विचारों में शक्तिशाली बलों को संतुलित करना चाहिए।
मंदी की गतिशीलता
कक्षा में पहले स्थान पर होने के लिए, एक अंतरिक्ष यान या उपग्रह ने पलायन वेग प्राप्त कर लिया होगा। पृथ्वी के द्रव्यमान और त्रिज्या पर निर्भर यह वेग 40,000 किलोमीटर प्रति घंटे (25,000 मील प्रति घंटे) के क्रम पर है। जब वस्तु वायुमंडल के ऊपरी छोरों में प्रवेश करती है, तो हवा के अणुओं के साथ घर्षण संपर्क इसे धीमा करना शुरू कर देता है, और खोई हुई गति गर्मी में परिवर्तित हो जाती है। तापमान 1,650 डिग्री सेल्सियस (3,000 डिग्री फ़ारेनहाइट) तक पहुंच सकता है, और मंदी का बल गुरुत्वाकर्षण बल से सात या अधिक गुना अधिक हो सकता है।
री-एंट्री कॉरिडोर
पुन: प्रवेश के दौरान उत्पन्न मंदी और गर्मी का बल वातावरण के सापेक्ष कोण की स्थिरता के साथ बढ़ता है। यदि कोण बहुत अधिक खड़ी है, तो अंतरिक्ष यान जल जाता है, और जो भी बदकिस्मत है वह अंदर हो जाता है। यदि कोण बहुत उथला है, तो दूसरी ओर, अंतरिक्ष यान वायुमंडल के किनारे से एक तालाब की सतह के साथ पत्थर की तरह फिसल जाता है। आदर्श पुन: प्रवेश प्रक्षेपवक्र इन दो चरम सीमाओं के बीच एक संकीर्ण बैंड है। अंतरिक्ष यान के लिए पुनः प्रवेश का कोण 40 डिग्री था।
गुरुत्वाकर्षण बल, खींचें और लिफ्ट
पुन: प्रवेश के दौरान, एक अंतरिक्ष यान कम से कम तीन प्रतिस्पर्धी बलों का अनुभव करता है। गुरुत्वाकर्षण बल अंतरिक्ष यान के द्रव्यमान का एक कार्य है, जबकि अन्य दो बल इसके वेग पर निर्भर करते हैं। ड्रैग, जो वायु घर्षण के कारण होता है, यह इस बात पर भी निर्भर करता है कि शिल्प कितना सुव्यवस्थित है, और वायु घनत्व पर; एक कुंद वस्तु एक नुकीली वस्तु की तुलना में अधिक तेज़ी से धीमी होती है, और जैसे-जैसे वस्तु नीचे आती है, मंदी बढ़ती जाती है। उचित वायुगतिकीय डिज़ाइन वाला अंतरिक्ष यान, जैसे कि अंतरिक्ष यान, भी अपनी गति के लंबवत एक लिफ्ट बल का अनुभव करता है। यह बल, जैसा कि हवाई जहाज से परिचित कोई भी जानता है, गुरुत्वाकर्षण बल का प्रतिकार करता है, और अंतरिक्ष यान ने इस उद्देश्य के लिए इसका उपयोग किया।
अनियंत्रित पुन: प्रविष्टियां
२०१२ में, ५०० किलोग्राम (१,१०० पाउंड) वजन वाली लगभग ३,००० वस्तुएं पृथ्वी के चारों ओर कक्षा में थीं, और सभी अंततः वायुमंडल में फिर से प्रवेश करेंगी। क्योंकि वे पुन: प्रवेश के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं, वे 70 से 80 किलोमीटर (45 से 50 मील) की ऊंचाई पर टूट जाते हैं, और 10 प्रतिशत से 40 प्रतिशत टुकड़े जल जाते हैं। जो टुकड़े इसे जमीन पर बनाते हैं, वे आम तौर पर उच्च गलनांक वाली धातुओं से बने होते हैं, जैसे टाइटेनियम और स्टेनलेस स्टील. बदलते मौसम और सौर स्थितियां वायुमंडलीय खिंचाव को प्रभावित करती हैं, जिससे यह निश्चित रूप से भविष्यवाणी करना असंभव हो जाता है कि वे कहां उतरते हैं।