Vol balistique et missiles balistiques/Rentrée dans l'atmosphère

Des armes nucléaires.
La photographie ci-contre montre huit étoiles filantes. Il s'agit de la rentrée dans l’atmosphère de huit armes dans une situation de tir d’exercice (entièrement réelles mais sans matière nucléaire), le lancement étant effectué par un missile balistique mis en service dans les années 1980 doté de huit véhicules de rentrée pouvant être lancés indépendamment (en anglais : MIRV, "Multiple Indépendant Reentry Vehicle"). 
L’objectif du tir est très clairement de réaliser cette photographie qui va attester du niveau de technicité atteint. 
Pour ce faire le missile balistique a reçu un plan de tir définissant huit cibles, toutes alignées sur un même axe et distantes du quelques kilomètres.
Les huit trajectoires atmosphériques ne sont plus balistiques, les forces de frottement devenant très supérieures à la gravité. Elles sont rectilignes et se dévoilent par une ionisation de l'air identique à celle qui survient lorsque des météorites rentrent dans l'atmosphère (étoiles filantes). 
La distribution des armes sur les huit trajectoires elliptiques par le plateau qui les supporte s'est faite de façon à ce qu'elles arrivent ensemble dans l'atmosphère alors que leurs parcours sont de longueur différentes (les cibles sont de plus en plus loin du lieu de lancement) et ont commencé à des instants différents (les armes sont séparées les unes après les autres).
La photographie a pour objectif de rendre compte de l'acquisition du niveau de maîtrise technique et technologique nécessaire pour ce faire.
Des capsules habitées.
Pour mémoire, les rentrées d'une arme nucléaire et d'une capsule habitée diffèrent totalement.
La difficulté principale posée par la rentrée atmosphérique des engins habités est l’échauffement interne qu’il faut limiter drastiquement pour qu’il puisse être supporté par l’équipage. 
Pour cela, on détache l’onde de choc de la structure par une forme en bouclier arrondi que l'on voit sur toutes le capsules spatiales. Les matériaux sont choisis pour leur fort pouvoir émissif qui les rend capables de renvoyer la chaleur à l’extérieur par rayonnement. Seule une petite partie de la chaleur parvient alors à pénétrer dans les structures tandis que la trajectoire de rentrée (ci-dessous) est choisie pour limiter l’intensité du freinage, ce qui diminue aussi la décélération.
Le contrôle de la trajectoire reste très délicat. L'angle de rentrée est déterminant pour la suite de la rentrée. S'il est trop faible le véhicule n'est pas capté par l’atmosphère. Il rebondit et va se perdre dans l'espace. S'il est trop grand, il est soumis à des décélérations trop fortes, insupportables par l’équipage.
Le freinage est calculé pour se terminer par une vitesse qui va permettre l’ouverture des parachutes, ou l'atterrissage pour la navette américaine.

Vol balistique et missiles balistiques/Cas particuliers

Modification de trajectoire dans l’atmosphère.
Si l’objectif des missiles balistiques de dernière génération est de faire pénétrer leurs armes nucléaires à la plus grande vitesse possible dans l’atmosphère pour y dénier toute interception et les rendre imparables, certains modes d’utilisation de l’atmosphère peuvent offrir des avantages militaires importants.
Provoquer un rebond (missile semi-balistique).
C’est le cas des missiles balistiques de première génération, plus simples et potentiellement moins onéreux et donc accessibles en plus grand nombre, que l’on rend capables de rebondir sur l’atmosphère en leur donnant une portée plus grande que celle offerte par le seul vol balistique. Ce faisant, on les rend encore plus difficiles à intercepter (schéma ci-contre de principe, sans respect d’échelle).
Ce rebond a été très tôt envisagé par les allemands. Dans les développements envisagés du V2, une version ailée du modèle A4 donnait une capacité de rebond dans l’atmosphère. Elle était irréalisable à l’époque, la technologie étant loin d’être au rendez-vous et alors qu'aucun moyen de navigation n'autorisait la précision de trajectoire nécessaire.
Les missiles semi-balistiques actuels de technologie très avancée - mono-étages et mono-corps, et donc de portées dites faibles - bénéficient:
Ce sont des engins redoutables.
Un missile semi-balistique tiré en A termine en B sa phase propulsée. Lié à son arme, il suit une trajectoire quasiment balistique de par la faible résistance de l’air aux très hautes altitudes. Après l’apogée il attend que l’air devienne suffisamment dense pour provoquer un rebond en C1 suivi d’une courte phase à dominante balistique. En C2, il utilise pleinement l’aérodynamique et les moyens de recalage les plus modernes pour faire but de façon particulièrement précise.
Corriger de faibles écarts (précision accrue).
La rentrée dans l’atmosphère peut être uniquement utilisée pour accroître la précision, sans chercher à augmenter la portée rendue notamment suffisante par les missiles balistiques à deux étages et arme séparée.
On parle alors d’ogive manœuvrante. Elle est dotée d’ailerons et de capacités de détection, de suivi et de navigation assurant le tir au but.
Accroître la capacité de tir à une portée déjà significative intéresse les charges nucléaires (c’était le cas du ) mais surtout les charges d’explosifs classiques ou les ogives utilisant l'énergie cinétique, dans deux cas :

Vol balistique et missiles balistiques/Défense contre les missiles balistiques