100.000 kg’lık kütlesiyle 300 km irtifadaki yörüngesinde saniyede 7700 m hızla hareket eden bir uzay mekiği Dünya’ya dönerken yüksekliğinden ve hızından kaynaklanan muazzam enerjisini çok kısa sürede kaybeder. Daha doğrusu uzay aracının kinetik ve potansiyel enerjisi, başka enerji türlerine dönüşür.

Görevlerini tamamlayan uzay araçları Dünya’ya dönerken kütleçekim kuvveti nedeniyle atmosferde çok yüksek hızlara ulaşır. Atmosferdeki havada bulunan parçacıkların yüksek hızlarda oluşturduğu sürtünme nedeniyle uzay araçlarının yüzeyinin sıcaklığı yaklaşık 2000°C’ye çıkar. Isı kalkanları uzay araçlarını yüksek sıcaklığın tahrip edici etkisinden korur. Apollo, Gemini gibi uzay araçlarında kullanılmış olan, plastik reçinelerden üretilmiş, kullanıldıktan sonra tahrip olan ısı kalkanları belli bir sıcaklığa maruz kaldığında yanmaya başlar ve kimyasal tepkime sonucunda açığa çıkan sıcak gaz, uzay aracından uzaklaşarak yüksek ısının uzay aracına zarar vermesini önler. Uzay mekiklerinde ise ısıyı yansıtma özelliğine sahip, yalıtkan silisyum seramik karolar ve farklı kompozit malzemelerden oluşan ve tekrar kullanılabilen ısı kalkanları kullanılmıştır.



Atmosfere girişte uzay araçlarını koruyan diğer faktörler uzay araçlarının şekli ve atmosfere giriş açılarıdır. Sıcak gazlar uzay aracının geniş yüzeyi boyunca yayılarak atmosferde dağılır. Böylece uzay aracının yüzeyinin sıcaklığı azalır. Bunun yanı sıra uzay araçlarının atmosfere giriş açısı da hayli önemlidir. Giriş açısının fazla yatay olması durumunda uzay aracı -su yüzeyinde seken bir taş gibi- atmosfere giremeden tekrar yörüngeye döner. Giriş açısının çok dik olması durumunda ise aracın maruz kaldığı sürtünme artar ve uzay aracı yanabilir.

​