宇宙船のエンジニアが解決しなければならない最も難しい問題の1つは、地球の大気圏への再突入の問題です。 大気と宇宙の境界面に遭遇すると燃え尽きるほとんどのスペースデブリとは異なり、 宇宙船は、この遭遇の間、1回で地面に戻ることができるように、無傷で冷たく保たれなければなりません。 ピース。 エンジニアは、この目的を達成し、災害を回避するために、考慮事項において強力な力のバランスをとる必要があります。
減速のダイナミクス
そもそも軌道に乗るには、宇宙船や衛星が脱出速度を達成している必要があります。 この速度は、地球の質量と半径に応じて、時速40,000キロメートル（時速25,000マイル）のオーダーです。 物体が大気の上肢に入ると、空気分子との摩擦相互作用によって物体の速度が低下し始め、失われた運動量が熱に変換されます。 気温は摂氏1,650度（華氏3,000度）に達する可能性があり、減速力は重力の7倍以上になる可能性があります。
再突入回廊
大気に対する角度の急峻さとともに、減速力と再突入時に発生する熱が増加します。 角度が急すぎると、宇宙船が燃え尽きて、中に入るのに不運な人は押しつぶされます。 一方、角度が浅すぎると、宇宙船は池の表面に沿って水切りをするように大気の端をすくい取ります。 理想的な再突入軌道は、これら2つの両極端の間の狭帯域です。 スペースシャトルの再突入角度は40度でした。
重力、抗力、揚力の力
再突入中、宇宙船は少なくとも3つの競合する力を経験します。 重力は宇宙船の質量の関数ですが、他の2つの力は宇宙船の速度に依存します。 空気摩擦によって引き起こされる抗力は、航空機がどれだけ合理化されているか、および空気密度にも依存します。 鈍いオブジェクトは、尖ったオブジェクトよりも速く減速し、オブジェクトが下降するにつれて減速が増加します。 スペースシャトルなどの適切な空力設計を備えた宇宙船も、その運動に垂直な揚力を受けます。 この力は、飛行機に精通している人なら誰でも知っているように、重力に対抗し、スペースシャトルはこの目的のためにそれを利用しました。
制御されていない再入力
2012年には、500キログラム（1,100ポンド）の重さの約3,000個の物体が地球の周りを周回しており、最終的にはすべてが大気圏に再突入します。 それらは再突入用に設計されていないため、高度70〜80 km（45〜50マイル）で崩壊し、10％から40％を除くすべての破片が燃え尽きます。 地面に着く部分は、通常、チタンや
ステンレス鋼. 天候や太陽の状態の変化は大気の抗力に影響を及ぼし、それらがどこに着陸するかを確実に予測することを不可能にします。