Az egyik legnehezebb probléma, amelyet az űrhajó-mérnököknek meg kell oldaniuk, az a visszatérés a Föld légkörébe. A legtöbb űrhulladéktól eltérően, amely a légkör és az űr közötti határfelület találkozásakor elég, a az űrhajónak épen és hűvösnek kell maradnia a találkozás során, hogy egyben visszatérhessen a földre darab. A mérnököknek mérlegelniük kell a hatalmas erőket a cél elérése és a katasztrófa elhárítása érdekében.
A lassulás dinamikája
Ahhoz, hogy egy pályán lehessen, egy űrhajónak vagy műholdnak el kell érnie a menekülési sebességet. Ez a sebesség, a Föld tömegétől és sugarától függően 40 000 kilométer per órás (25 000 mérföld per óra) nagyságrendű. Amikor az objektum belép a légkör felső végtagjaiba, a súrlódási kölcsönhatás a légmolekulákkal lassítani kezdi, és az elveszett lendület hővé alakul. A hőmérséklet elérheti az 1650 Celsius fokot (3000 Fahrenheit fok), és a lassítási erő hétszer vagy többször is nagyobb lehet, mint a gravitációs erő.
Újra belépés a folyosóra
A lassulás ereje és az újbóli belépés során keletkező hő a szögnek a légkörhöz viszonyított meredekségével növekszik. Ha a szög túl meredek, az űrhajó leég, és bárki, akinek nincs elég szerencséje, hogy bent lehessen, összetörik. Ha viszont túl alacsony a szög, akkor az űrhajó úgy csúszik le a légkör széléről, mint egy tó felszínén végigsimuló kő. Az ideális visszatérési pálya keskeny sáv a két véglet között. Az űrsikló visszatérési szöge 40 fok volt.
A gravitáció erői, húzás és emelés
Az újbóli belépés során egy űrhajó legalább három versengő erőt tapasztal. A gravitációs erő az űrhajó tömegének függvénye, míg a másik két erő annak sebességétől függ. A légsúrlódás okozta húzódás a vízi jármű áramvonalasságától és a légsűrűségtől is függ; egy tompa tárgy gyorsabban lassul, mint egy hegyes, és a lassulás növekszik, ahogy az objektum ereszkedik. A megfelelő aerodinamikai kialakítású űrhajó, például az űrsikló szintén mozgására merőleges emelőerőt tapasztal. Ez az erő, amint azt mindenki ismeri a repülőgépekben, ellensúlyozza a gravitációs erőt, és az űrsikló felhasználta ezt a célt.
Ellenőrzetlen újbóli bejegyzés
2012-ben nagyjából 3000, 500 kilogramm (1100 font) súlyú tárgy keringett a Föld körül, és végül mindegyik visszatér a légkörbe. Mivel nem újbóli belépésre tervezték őket, 70–80 kilométeres magasságban szakadnak fel, és a darabok 10–40 százaléka kivételével mind elég. A talajra jutó darabok általában magas olvadáspontú fémekből készülnek, mint például a titán és a rozsdamentes acél. A változó időjárási és napsugárzási viszonyok befolyásolják a légköri ellenállást, lehetetlenné téve, hogy pontosan megjósolhassuk, hova szállnak le.
