スペースシャトル熱防護システム

スペースシャトル熱防護システム（英：The Space Shuttle thermal protection system / TPS）とは、スペースシャトルオービターを大気圏再突入時の1,650℃の高温からシャトル本体を守るシステム。また、衛星軌道上における昼間の寒暖差からシャトルを守る機能もある。
従来のアブレーションを使う方式と異なり再使用が可能なことが最大の特徴である。
材質.
TPSは基本的にオービター表面全体を保護し、必要な熱保護の量に基づいてさまざまな場所にある7つの異なる材料で構成されていた。
TPSの各タイプには、特定の熱保護、耐衝撃性、および重量特性があり、それが使用される場所と使用量を決定した。
シャトルTPSには、以前の宇宙船で使用されていたTPSとは異なる3つの重要な特徴がある。
再利用が可能.
以前の宇宙船は一般に、再突入中に燃え尽きるため再利用できなかったアブレーション熱シールドを使用していた。 この断熱材は堅牢で信頼性が高く、再利用されないことを前提に作られているため同じく再利用されない再突入体に適していた。 対照的に、再利用することを前提で作られているスペースシャトルには、再利用可能な熱保護システムが必要だった。
軽量.
以前のアブレーション熱シールドは非常に重かった。 たとえば、アポロ司令・機械船のアブレーションヒートシールドは、機体重量の約15％を占めていた。 翼のあるシャトルの表面積は以前の宇宙船よりもはるかに大きかったため、軽量のTPSが重要だった。
壊れやすい.
1970年代初頭当時の技術では、必要な熱特性と重量特性を備えたタイルは密度が非常に低いため、とても壊れやすかった。TPSタイルは手で簡単に破れてしまった。
この構造のもろさがのちのコロンビア空中分解事故の引き金となる。
目的.
オービターの内部構造は主にアルミニウムで出来ており、通常175℃の温度までしか耐えられない。そのため非常に効果的な断熱材を必要とした。 
再突入時の加熱.
再突入時の加熱は、旅客用などのジェット機に発生する通常の大気からの加熱とは異なり大半が断熱圧縮による加熱であるが、これがTPSの設計と特性を左右した。高速で飛行するジェット機の外板も熱くなることがあるが、これは大気との摩擦による摩擦熱によるもので、手をこすり合わせて手を温めるのと同じ原理である。オービターは、広い下面を飛行する方向に向けて、非常に高い（40°）迎え角を持つことにより、 鈍い物体として大気圏に再突入した。
再突入中にオービターが経験する熱量の80％以上は、圧力と温度の間の基本的な熱力学的関係に従って、極超音速機の前方の空気の断熱圧縮によって引き起こされる。機体の前に高温の衝撃波が発生し、ほとんどの熱をそらし、オービターの表面がピーク熱に直接接触するのを防ぐ。したがって、再突入加熱は衝撃波とオービターの外殻の間の過熱プラズマによる対流熱伝達が主だった。このタイプの加熱に対する再利用可能なシールドの鍵は、魔法瓶が対流熱伝達を抑制する方法のと同じく、非常に低密度の材料だった。