বায়ুমণ্ডলীয় প্রবেশ

বায়ুমণ্ডলীয় প্রবেশ (কখনও কখনও Vimpact বা Ventry হিসেবে তালিকাভুক্ত) হলো মহাকাশ থেকে কোনো গ্রহ, বামন গ্রহ বা প্রাকৃতিক উপগ্রহ-এর বায়ুমণ্ডলের গ্যাসস্তরের মধ্যে এবং তার ভেতর দিয়ে কোনো বস্তুর অগ্রসর হওয়া। বায়ুমণ্ডলীয় প্রবেশ হতে পারে অনিয়ন্ত্রিত প্রবেশ, যেমন জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক বস্তু, মহাকাশ আবর্জনা বা উজ্জ্বল উল্কার প্রবেশ। আবার এটি হতে পারে কোনো মহাকাশযানের নিয়ন্ত্রিত প্রবেশ (বা পুনঃপ্রবেশ)—যা নেভিগেশন করা যায় বা পূর্বনির্ধারিত গতিপথ অনুসরণ করে। মহাকাশযানের নিয়ন্ত্রিত বায়ুমণ্ডলীয় প্রবেশ, অবতরণ ও অবতরণ-পরবর্তী স্থাপন পদ্ধতিগুলো সম্মিলিতভাবে EDL নামে পরিচিত।

বায়ুমণ্ডলে প্রবেশকারী বস্তুসমূহ বায়ুমণ্ডলীয় প্রতিরোধ অনুভব করে, যা বস্তুর উপর যান্ত্রিক চাপ সৃষ্টি করে, এবং বায়ুগতীয় উত্তাপ—যা প্রধানত বস্তুর সম্মুখভাগে বায়ুর সংকোচন থেকে উৎপন্ন হয়, তবে ড্র্যাগ থেকেও সৃষ্টি হয়। এই বলগুলোর কারণে ভরহ্রাস (অ্যাব্লেশন) হতে পারে, এমনকি অপেক্ষাকৃত ছোট বস্তু সম্পূর্ণভাবে ভেঙেও যেতে পারে। নিম্ন সংকোচন সহনশীলতাসম্পন্ন বস্তু বিস্ফোরিতও হতে পারে।

পুনঃপ্রবেশকারী বস্তুর গতি নিম্ন পৃথিবী কক্ষপথ থেকে প্রায় ৭.৮ কিমি/সে থেকে শুরু করে স্টারডাস্ট অনুসন্ধানযানের ক্ষেত্রে প্রায় ১২.৫ কিমি/সে পর্যন্ত হতে পারে। এদের গতিশক্তি অত্যন্ত বেশি, এবং বায়ুমণ্ডলীয় অপচয়ই তা ক্ষয় করার একমাত্র উপায়, কারণ সম্পূর্ণ পুনঃপ্রবেশ প্রক্রিয়ায় রেট্রোরকেট ব্যবহার করা অত্যন্ত অপ্রায়োগিক। মানববাহী মহাকাশযানকে প্যারাশুট বা বায়ুব্রেক ব্যবহার করার আগে অধ্বনিগত গতির নিচে নামিয়ে আনতে হয়।

ব্যালিস্টিক ওয়ারহেড এবং একবার ব্যবহারযোগ্য যান পুনঃপ্রবেশের সময় গতি কমানোর প্রয়োজন হয় না; বরং এগুলোকে এমনভাবে সুষমাকৃতি করা হয় যাতে তারা তাদের গতি বজায় রাখতে পারে। তদুপরি, নিকট-মহাকাশ থেকে পৃথিবীতে নিম্নগতির প্রত্যাবর্তন—যেমন উচ্চ-উচ্চতার বেলুন থেকে প্যারাশুট লাফ—এর জন্য তাপঢালের প্রয়োজন হয় না, কারণ বায়ুমণ্ডলের ভেতর (অথবা তার খুব কাছাকাছি) আপেক্ষিক স্থির অবস্থা থেকে পতিত কোনো বস্তুর উপর কার্যকর মহাকর্ষীয় ত্বরণ এত বেশি বেগ সৃষ্টি করতে পারে না যা উল্লেখযোগ্য বায়ুগতীয় উত্তাপ ঘটায়।

পৃথিবীর ক্ষেত্রে প্রচলিত নিয়ম অনুযায়ী বায়ুমণ্ডলীয় প্রবেশ ঘটে ভূপৃষ্ঠের উপরে  উচ্চতায় অবস্থিত কারমান রেখাতে। অন্যদিকে শুক্র গ্রহে বায়ুমণ্ডলীয় প্রবেশ ঘটে প্রায়  উচ্চতায় এবং মঙ্গল-এ তা প্রায়  উচ্চতায় ঘটে। অনিয়ন্ত্রিত বস্তুসমূহ মহাকাশে পৃথিবীর মহাকর্ষের প্রভাবে ত্বরিত হয়ে পৃথিবীর দিকে অগ্রসর হওয়ার সময় উচ্চ বেগ অর্জন করে এবং পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে প্রবেশের পর ঘর্ষণের কারণে ধীর হয়। উল্কাসমূহও প্রায়ই পৃথিবীর তুলনায় উচ্চ গতিতে ভ্রমণ করে, কারণ পৃথিবীর মহাকর্ষ কূপ-এ প্রবেশের আগে তাদের নিজস্ব কক্ষপথ পৃথিবীর কক্ষপথ থেকে ভিন্ন থাকে। অধিকাংশ বস্তু তাদের উপ-কক্ষীয় (যেমন আন্তঃমহাদেশীয় ব্যালিস্টিক ক্ষেপণাস্ত্র পুনঃপ্রবেশ যান), কক্ষপথীয় (যেমন সয়ুজ), অথবা অসীমিত (যেমন উল্কা) গতিপথের কারণে অতিধ্বনিত গতিতে বায়ুমণ্ডলে প্রবেশ করে। অতিরিক্ত উচ্চ বেগে বায়ুমণ্ডলীয় পুনঃপ্রবেশ ও উড্ডয়ন সক্ষম করার জন্য বিভিন্ন উন্নত প্রযুক্তি উদ্ভাবিত হয়েছে। নিয়ন্ত্রিত বায়ুমণ্ডলীয় প্রবেশের একটি বিকল্প পদ্ধতি হলো উত্থাপন বল—যা ঘন বায়ুমণ্ডল, শক্তিশালী মহাকর্ষ, অথবা উভয় কারণে উচ্চ-বেগের অধিবৃত্তীয় প্রবেশ জটিল হয়ে ওঠে এমন গ্রহীয় পরিবেশে উপযোগী, যেমন শুক্র, টাইটান এবং দৈত্য গ্রহসমূহের বায়ুমণ্ডলে।
ইতিহাস
অ্যাব্লেটিভ তাপঢাল-এর ধারণা ১৯২০ সালেই রবার্ট গডার্ড দ্বারা বর্ণিত হয়েছিল: "উল্কার ক্ষেত্রে, যা প্রতি সেকেন্ডে  পর্যন্ত গতিতে বায়ুমণ্ডলে প্রবেশ করে, উল্কার অভ্যন্তর শীতলই থাকে, এবং ক্ষয় প্রধানত হঠাৎ উত্তপ্ত পৃষ্ঠের খণ্ডিত হওয়া বা ফেটে যাওয়ার ফলে ঘটে। এই কারণে, যদি যন্ত্রটির বহিঃপৃষ্ঠ অত্যন্ত অদ্রবণীয় কঠিন পদার্থের স্তর দিয়ে গঠিত হয় এবং তার মাঝখানে নিম্ন তাপ-পরিবাহী স্তর থাকে, তবে পৃষ্ঠটি উল্লেখযোগ্য মাত্রায় ক্ষয়প্রাপ্ত হবে না, বিশেষত যেহেতু যন্ত্রটির বেগ গড় উল্কার বেগের তুলনায় এত বেশি হবে না।"
পুনঃপ্রবেশ ব্যবস্থাের ব্যবহারিক উন্নয়ন শুরু হয় যখন ব্যালিস্টিক ক্ষেপণাস্ত্র-এর পাল্লা এবং পুনঃপ্রবেশের বেগ বৃদ্ধি পেতে থাকে। প্রাথমিক স্বল্প-পাল্লার ক্ষেপণাস্ত্র, যেমন ভি-২,-এর ক্ষেত্রে স্থিতিশীলতা ও বায়ুগতীয় চাপ ছিল গুরুত্বপূর্ণ সমস্যা (অনেক ভি-২ পুনঃপ্রবেশের সময় ভেঙে পড়ত), তবে উত্তাপ একটি গুরুতর সমস্যা ছিল না। মধ্য-পাল্লার ক্ষেপণাস্ত্র, যেমন সোভিয়েত আর-৫, যার পাল্লা ছিল , বিচ্ছিন্নযোগ্য পুনঃপ্রবেশযানে সিরামিক যৌগিক তাপঢাল প্রয়োজন করত (কারণ সম্পূর্ণ রকেট কাঠামোর পক্ষে পুনঃপ্রবেশ টিকে থাকা আর সম্ভব ছিল না)। প্রথম আইসিবিএমসমূহ, যাদের পাল্লা ছিল , আধুনিক অ্যাব্লেটিভ তাপঢাল এবং ভোঁতা-আকৃতির যান উন্নয়নের মাধ্যমেই সম্ভব হয়।

যুক্তরাষ্ট্রে এই প্রযুক্তির পথিকৃৎ ছিলেন এইচ. জুলিয়ান অ্যালেন এবং এ. জে. এগার্স জুনিয়র, ন্যাশনাল অ্যাডভাইজরি কমিটি ফর অ্যারোনটিক্স (NACA)-এর এমস গবেষণা কেন্দ্র-এ কর্মরত।Boris Chertok, "Rockets and People", NASA History Series, 2006 ১৯৫১ সালে তারা একটি বিপরীতধর্মী আবিষ্কার করেন যে ভোঁতা আকৃতি (উচ্চ ড্র্যাগ) সবচেয়ে কার্যকর তাপঢাল তৈরি করে। সরল প্রকৌশল নীতির ভিত্তিতে অ্যালেন ও এগার্স দেখান যে প্রবেশযান যে তাপলোড অনুভব করে তা ড্র্যাগ সহগ-এর ব্যস্তানুপাতিক; অর্থাৎ ড্র্যাগ যত বেশি, তাপলোড তত কম। যদি পুনঃপ্রবেশযানকে ভোঁতা আকারে তৈরি করা হয়, তবে বায়ু দ্রুত "পাশ কাটিয়ে" যেতে পারে না; বরং এটি একটি বায়ুকুশনের মতো কাজ করে, যা আঘাততরঙ্গ ও উত্তপ্ত আঘাতস্তরকে সামনের দিকে (যান থেকে দূরে) ঠেলে দেয়। যেহেতু অধিকাংশ উত্তপ্ত গ্যাস আর সরাসরি যানের সংস্পর্শে থাকে না, তাপশক্তি আঘাতপ্রাপ্ত গ্যাসের মধ্যেই থেকে যায় এবং পরবর্তীতে বায়ুমণ্ডলে ছড়িয়ে পড়ে।

অ্যালেন ও এগার্সের এই আবিষ্কারটি প্রথমে সামরিক গোপনীয়তা হিসেবে বিবেচিত হলেও, শেষ পর্যন্ত ১৯৫৮ সালে প্রকাশিত হয়।
পরিভাষা, সংজ্ঞা ও কারিগরি শব্দভাণ্ডার


যখন বায়ুমণ্ডলীয় প্রবেশ কোনো মহাকাশযানের অবতরণ বা পুনরুদ্ধারের অংশ হয়, বিশেষত পৃথিবী ছাড়া অন্য কোনো গ্রহীয় পিণ্ডে, তখন প্রবেশ প্রক্রিয়াটি প্রবেশ, অবতরণ ও অবতরণ-পরবর্তী স্থাপন বা EDL নামে পরিচিত। যখন বায়ুমণ্ডলীয় প্রবেশ সেই একই গ্রহীয় পিণ্ডে প্রত্যাবর্তন বোঝায় যেখান থেকে যানটি উৎক্ষেপিত হয়েছিল, তখন ঘটনাটিকে পুনঃপ্রবেশ বলা হয় (প্রায় সর্বদাই পৃথিবীতে প্রত্যাবর্তন বোঝাতে ব্যবহৃত)।

মহাকাশযানের বায়ুমণ্ডলীয় প্রবেশের মৌলিক নকশাগত লক্ষ্য হলো এমন একটি মহাকাশযানের শক্তি অপচয় করা, যা অতিধ্বনিত গতিতে ভ্রমণরত অবস্থায় একটি বায়ুমণ্ডলে প্রবেশ করছে, যাতে সরঞ্জাম, পণ্যসম্ভার এবং যাত্রীদের গতি কমিয়ে ভূপৃষ্ঠের নির্দিষ্ট গন্তব্যের নিকটে শূন্য বেগে অবতরণ করানো যায়, এবং একই সঙ্গে মহাকাশযান ও যাত্রীদের উপর প্রয়োগিত চাপ গ্রহণযোগ্য সীমার মধ্যে রাখা যায়। এটি প্রণোদনমূলক অথবা বায়ুগতীয় (যানের বৈশিষ্ট্য বা প্যারাশুট) উপায়ে, অথবা এদের সমন্বয়ে সম্পন্ন করা যেতে পারে।
প্রবেশযান আকৃতি

প্রবেশযান নকশায় ব্যবহৃত কয়েকটি মৌলিক আকৃতি রয়েছে:

গোলক বা গোলীয় খণ্ড
সবচেয়ে সহজ অক্ষসমমিত আকৃতি হলো গোলক বা গোলীয় খণ্ড। এটি সম্পূর্ণ গোলক হতে পারে, অথবা একটি গোলীয় সামনের অংশ (forebody) যার সঙ্গে সংকুচিত শঙ্কু আকৃতির পশ্চাৎভাগ যুক্ত থাকে। গোলক বা গোলীয় খণ্ডের বায়ুগতিবিদ্যা Newtonian impact theory ব্যবহার করে বিশ্লেষণাত্মকভাবে সহজে মডেল করা যায়। একইভাবে, গোলীয় খণ্ডের তাপ প্রবাহ Fay–Riddell সমীকরণ দ্বারা নির্ভুলভাবে নির্ণয় করা যায়। যদি যানটির ভরকেন্দ্র বক্রতার কেন্দ্রের সামনের দিকে অবস্থিত হয়, তবে গোলীয় খণ্ডের স্থিতিশীলতা নিশ্চিত হয় (যদিও গতিশীল স্থিতিশীলতা তুলনামূলকভাবে জটিল)। বিশুদ্ধ গোলকের কোনো উত্তোলন বল নেই। তবে, angle of attack-এ উড্ডয়ন করলে গোলীয় খণ্ড সামান্য বায়ুগতীয় উত্তোলন সৃষ্টি করে, যা কিছুটা পার্শ্ব-পথ নিয়ন্ত্রণ ক্ষমতা প্রদান করে এবং প্রবেশ করিডরকে প্রশস্ত করে। ১৯৫০-এর দশকের শেষভাগ এবং ১৯৬০-এর দশকের শুরুর দিকে উচ্চ-গতির কম্পিউটার তখনও সহজলভ্য ছিল না এবং computational fluid dynamics তখনও প্রাথমিক পর্যায়ে ছিল। যেহেতু গোলীয় খণ্ডকে বন্ধ-রূপ বিশ্লেষণে সহজে বিবেচনা করা যেত, তাই এটি রক্ষণশীল নকশার জন্য মানক রূপে পরিণত হয়। ফলে ঐ সময়ের মানববাহী ক্যাপসুলগুলো গোলীয় খণ্ডভিত্তিক ছিল।

বিশুদ্ধ গোলীয় প্রবেশযান প্রাথমিক সোভিয়েত Vostok ও Voskhod ক্যাপসুল এবং সোভিয়েত মঙ্গল ও Venera অবতরণযানে ব্যবহৃত হয়। Apollo command module-এ একটি গোলীয় সামনের তাপঢাল এবং একটি সংকুচিত শঙ্কু পশ্চাৎভাগ ছিল। এটি −27° অতিধ্বনিক ট্রিম angle of attack-এ (০° মানে ভোঁতা অংশ প্রথমে) উত্তোলন-ভিত্তিক প্রবেশ সম্পন্ন করত, যার গড় L/D (উত্তোলন-প্রতিরোধ অনুপাত) ছিল ০.৩৬৮। উৎপন্ন উত্তোলন বল যানটির সমমিত অক্ষ থেকে ভরকেন্দ্রকে সরিয়ে দিয়ে কিছু পার্শ্ব-পথ নিয়ন্ত্রণের সুযোগ দেয়, ফলে ক্যাপসুলকে তার অনুদৈর্ঘ্য অক্ষ বরাবর ঘুরিয়ে উত্তোলন বলকে বাম বা ডানে নির্দেশ করা যেত। মানববাহী ক্যাপসুলে গোলীয় খণ্ড জ্যামিতির অন্যান্য উদাহরণ হলো Soyuz/Zond, Gemini এবং Mercury। এই সামান্য উত্তোলনও এমন গতিপথ সম্ভব করে যা সর্বোচ্চ g-force-এর ওপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে—সম্পূর্ণ ব্যালিস্টিক (শুধু প্রতিরোধ দ্বারা ধীর) গতিপথে ৮–৯ g থেকে তা কমে ৪–৫ g-এ নেমে আসে এবং পুনঃপ্রবেশের সর্বোচ্চ তাপও উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়।

গোলক-শঙ্কু
গোলক-শঙ্কু হলো একটি গোলীয় খণ্ড যার সঙ্গে একটি frustum বা ভোঁতা শঙ্কু সংযুক্ত থাকে। গোলক-শঙ্কুর গতিশীল স্থিতিশীলতা সাধারণত গোলীয় খণ্ডের তুলনায় উত্তম। যানটি গোলক-অংশ সামনে রেখে প্রবেশ করে। যথেষ্ট ছোট অর্ধ-কোণ এবং সঠিকভাবে স্থাপিত ভরকেন্দ্র থাকলে, গোলক-শঙ্কু কেপলারীয় প্রবেশ থেকে পৃষ্ঠে আঘাত পর্যন্ত বায়ুগতীয় স্থিতিশীলতা প্রদান করতে পারে। (অর্ধ-কোণ হলো শঙ্কুর ঘূর্ণন-সমমিত অক্ষ ও তার বাহ্যিক পৃষ্ঠের মধ্যবর্তী কোণ; অর্থাৎ শঙ্কুর পৃষ্ঠের প্রান্তদ্বয়ের গঠিত কোণের অর্ধেক।)

মূল আমেরিকান গোলক-শঙ্কু অ্যারোশেল ছিল Mk-2 RV (reentry vehicle), যা ১৯৫৫ সালে General Electric Corp. দ্বারা উন্নয়ন করা হয়। Mk-2-এর নকশা ভোঁতা-বস্তু তত্ত্ব থেকে উদ্ভূত ছিল এবং এতে ধাতব তাপঢাল-ভিত্তিক বিকিরণ-শীতল তাপ-সুরক্ষা ব্যবস্থা (TPS) ব্যবহৃত হয় (বিভিন্ন TPS প্রকার পরে এই প্রবন্ধে বর্ণিত হয়েছে)। Mk-2 অস্ত্র পরিবহন ব্যবস্থায় উল্লেখযোগ্য ত্রুটিপূর্ণ ছিল; অর্থাৎ, নিম্ন ballistic coefficient-এর কারণে এটি উপরের বায়ুমণ্ডলে দীর্ঘ সময় অবস্থান করত এবং বাষ্পীভূত ধাতুর একটি ধারা রেখে যেত, যা radar-এ সহজে দৃশ্যমান ছিল। এসব ত্রুটি Mk-2-কে অ্যান্টি-ব্যালিস্টিক ক্ষেপণাস্ত্র (ABM) ব্যবস্থার কাছে অতিমাত্রায় ঝুঁকিপূর্ণ করে তোলে। ফলে General Electric Mk-2-এর বিকল্প হিসেবে আরেকটি গোলক-শঙ্কু RV উন্নয়ন করে।

এই নতুন RV ছিল Mk-6, যা অধাতব অ্যাবলেটিভ TPS ব্যবহার করত; এটি ছিল নাইলন ফেনোলিক। নতুন TPS এতটাই কার্যকর ছিল যে উল্লেখযোগ্যভাবে কম ভোঁতা আকৃতিও সম্ভব হয়। তবে Mk-6 ছিল একটি বৃহৎ RV, যার প্রবেশ ভর ছিল ৩,৩৬০ কেজি, দৈর্ঘ্য ৩.১ মিটার এবং অর্ধ-কোণ ১২.৫°। পরবর্তী সময়ে পারমাণবিক অস্ত্র ও অ্যাবলেটিভ TPS নকশায় অগ্রগতির ফলে Mk-6-এর তুলনায় আরও কম ভোঁতা অনুপাতসহ উল্লেখযোগ্যভাবে ছোট RV তৈরি সম্ভব হয়। ১৯৬০-এর দশক থেকে গোলক-শঙ্কু আধুনিক ICBM RV-গুলোর জন্য পছন্দনীয় জ্যামিতি হয়ে ওঠে; এদের সাধারণ অর্ধ-কোণ ১০° থেকে ১১°-এর মধ্যে।

গুপ্তচর উপগ্রহ-এর RV (recovery vehicle)-গুলিও গোলক-শঙ্কু আকৃতি ব্যবহার করত এবং এগুলো ছিল প্রথম অ-অস্ত্র আমেরিকান প্রবেশযানের উদাহরণ (Discoverer-I, উৎক্ষেপণ ২৮ ফেব্রুয়ারি ১৯৫৯)। পরে গোলক-শঙ্কু অন্যান্য মহাজাগতিক বস্তুর দিকে মহাকাশ অনুসন্ধান মিশনে বা উন্মুক্ত মহাকাশ থেকে প্রত্যাবর্তনের ক্ষেত্রেও ব্যবহৃত হয়; যেমন Stardust প্রোব। সামরিক RV-এর ক্ষেত্রে যেখানে নিম্ন TPS ভরের সুবিধা কম গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠেছিল, সেখানে মহাকাশ অনুসন্ধান প্রবেশযানে এটি গুরুত্বপূর্ণই রয়ে যায়; যেমন ৪৫° অর্ধ-কোণবিশিষ্ট Galileo Probe বা ৭০° অর্ধ-কোণবিশিষ্ট Viking অ্যারোশেল। মহাকাশ অনুসন্ধানে ব্যবহৃত গোলক-শঙ্কু প্রবেশযান Mars, Venus, Jupiter এবং Titan-এর পৃষ্ঠে অবতরণ করেছে বা তাদের বায়ুমণ্ডলে প্রবেশ করেছে।

দ্বিশঙ্কু
দ্বিশঙ্কু হলো একটি গোলক-শঙ্কু যার সঙ্গে অতিরিক্ত একটি frustum সংযুক্ত থাকে। দ্বিশঙ্কু আকৃতি উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত L/D অনুপাত প্রদান করে। মঙ্গল গ্রহে বায়ুবন্ধন (aerocapture) অভিযানের জন্য নকশাকৃত একটি দ্বিশঙ্কুর L/D সাধারণত প্রায় ১.০, যেখানে Apollo-CM-এর L/D ছিল ০.৩৬৮। উচ্চতর L/D-এর কারণে সর্বোচ্চ মন্দন কম হওয়ায় মানুষকে মঙ্গলে পরিবহনের ক্ষেত্রে দ্বিশঙ্কু আকৃতি অধিক উপযোগী। সম্ভবত এখন পর্যন্ত উড্ডয়িত সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ দ্বিশঙ্কু ছিল Advanced Maneuverable Reentry Vehicle (AMaRV)। McDonnell Douglas Corp. চারটি AMaRV নির্মাণ করেছিল, যা RV প্রযুক্তির উৎকর্ষতায় একটি উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি নির্দেশ করে। ২০ ডিসেম্বর ১৯৭৯, ৮ অক্টোবর ১৯৮০ এবং ৪ অক্টোবর ১৯৮১ তারিখে তিনটি AMaRV Minuteman-1 ICBM দ্বারা উৎক্ষেপণ করা হয়। AMaRV-এর প্রবেশ ভর ছিল প্রায় ৪৭০ কেজি, নাসিকা ব্যাসার্ধ ২.৩৪ সেমি, সামনের ফ্রাস্টামের অর্ধ-কোণ ১০.৪°, আন্তঃ-ফ্রাস্টাম ব্যাসার্ধ ১৪.৬ সেমি, পশ্চাৎ ফ্রাস্টামের অর্ধ-কোণ ৬°, এবং অক্ষীয় দৈর্ঘ্য ২.০৭৯ মিটার। AMaRV-এর কোনো সঠিক চিত্র বা আলোকচিত্র উন্মুক্ত সাহিত্যতে প্রকাশিত হয়নি। তবে AMaRV-সদৃশ একটি যানের রূপরেখা এবং হেয়ারপিন-বাঁকযুক্ত গতিপথ প্রদর্শনকারী স্কিম্যাটিক চিত্র প্রকাশিত হয়েছে।Regan, Frank J. and Anadakrishnan, Satya M., "Dynamics of Atmospheric Re-Entry", AIAA Education Series, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc., New York, , , (1993).

AMaRV-এর অভিমুখ (attitude) নিয়ন্ত্রণ করা হতো একটি বিভক্ত বডি ফ্ল্যাপ (যাকে split-windward flap-ও বলা হয়) এবং যানের পার্শ্বে স্থাপিত দুটি ইয়াও ফ্ল্যাপের মাধ্যমে। ফ্ল্যাপ নিয়ন্ত্রণে হাইড্রোলিক প্রণোদনা ব্যবহৃত হতো। AMaRV-কে একটি সম্পূর্ণ স্বয়ংক্রিয় নেভিগেশন ব্যবস্থা দ্বারা পরিচালিত করা হতো, যা anti-ballistic missile (ABM) প্রতিরোধ এড়ানোর উদ্দেশ্যে নকশাকৃত ছিল। McDonnell Douglas DC-X (এটিও একটি দ্বিশঙ্কু) মূলত AMaRV-এর একটি বৃহদায়তন সংস্করণ ছিল। AMaRV এবং DC-X পরবর্তীকালে যে প্রকল্পটি শেষ পর্যন্ত Lockheed Martin X-33-এ রূপ নেয়, তার একটি ব্যর্থ প্রস্তাবের ভিত্তিও গঠন করেছিল।
অক্ষসমমিত নয় এমন আকৃতি
অ-অক্ষসমমিত আকৃতি মানববাহী প্রবেশযানে ব্যবহৃত হয়েছে। এর একটি উদাহরণ হলো ডানাযুক্ত কক্ষপথযান, যা অবতরণের সময় প্রচলিত গ্লাইডারের মতো কৌশল পরিচালনার জন্য একটি ডেল্টা ডানা ব্যবহার করে। এই পদ্ধতি মার্কিন Space Shuttle, সোভিয়েত Buran এবং উন্নয়নাধীন Starship-এ ব্যবহৃত হয়েছে। লিফটিং বডি আরেকটি প্রবেশযান জ্যামিতি, যা X-23 PRIME (Precision Recovery Including Maneuvering Entry) যানে ব্যবহৃত হয়েছিল।

প্রবেশ তাপায়ন
বায়ুমণ্ডলের তুলনায় উচ্চ গতিতে মহাকাশ থেকে কোনো বস্তু বায়ুমণ্ডলে প্রবেশ করলে অত্যন্ত উচ্চ মাত্রার তাপ প্রবাহ সৃষ্টি হয়। বায়ুমণ্ডলীয় প্রবেশ তাপায়ন প্রধানত দুইটি উৎস থেকে উৎপন্ন হয়:

 দেহের পৃষ্ঠ বরাবর উত্তপ্ত গ্যাস প্রবাহের সংবহন এবং পৃষ্ঠ ও বায়ুমণ্ডলীয় গ্যাসের মধ্যে অনুঘটকীয় রাসায়নিক পুনঃসংযোজন বিক্রিয়া; এবং 
 দেহের সামনের ও পার্শ্ববর্তী অংশে গঠিত শক্তিশালী শক স্তর থেকে বিকিরণ

গতিবেগ বৃদ্ধি পেলে সংবহনজনিত ও বিকিরণজনিত উভয় তাপায়নই বৃদ্ধি পায়, তবে তাদের বৃদ্ধির হার ভিন্ন। অত্যন্ত উচ্চ গতিতে বিকিরণজনিত তাপায়ন সংবহনজনিত তাপ প্রবাহকে ছাড়িয়ে যায়, কারণ বিকিরণজনিত তাপায়ন বেগের অষ্টম ঘাতের সমানুপাতিক, যেখানে সংবহনজনিত তাপায়ন বেগের তৃতীয় ঘাতের সমানুপাতিক। ফলে বায়ুমণ্ডলে প্রবেশের প্রাথমিক পর্যায়ে বিকিরণজনিত তাপায়ন প্রাধান্য পায়, আর পরবর্তী পর্যায়ে সংবহনজনিত তাপায়ন প্রধান হয়ে ওঠে।

নির্দিষ্ট মাত্রার আয়নীকরণের সময় মহাকাশযানের সঙ্গে একটি radio-blackout সৃষ্টি হয়।

NASA-এর ক্ষেত্রে পৃথিবীতে প্রবেশ ইন্টারফেস  উচ্চতায় ধরা হয়, তবে নিয়ন্ত্রিত প্রবেশের সময় প্রধান তাপায়ন ঘটে  উচ্চতায়, যার শীর্ষ প্রায়  উচ্চতায়।
শক স্তরের গ্যাসীয় পদার্থবিদ্যা 
সাধারণ পুনঃপ্রবেশ তাপমাত্রায় শক স্তরের বায়ু উভয়ই আয়নীভূত এবং বিযোজিত থাকে। এই রাসায়নিক বিযোজনের ফলে শক স্তরের তাপীয় ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য বর্ণনা করার জন্য বিভিন্ন ভৌত মডেলের প্রয়োজন হয়। তাপঢাল নকশাকারী বায়ু ও মহাকাশ প্রকৌশলীদের জন্য গুরুত্বপূর্ণ গ্যাসের চারটি মৌলিক ভৌত মডেল হলো:
নিখুঁত গ্যাস মডেল
প্রায় সব বায়ুযান প্রকৌশলী তাদের স্নাতক শিক্ষাকালেই নিখুঁত (আদর্শ) গ্যাস মডেল সম্পর্কে শিক্ষা লাভ করেন। নিখুঁত গ্যাসের অধিকাংশ গুরুত্বপূর্ণ সমীকরণ, সংশ্লিষ্ট সারণি ও গ্রাফসহ, NACA Report 1135-এ প্রদর্শিত হয়েছে। NACA Report 1135 থেকে নেওয়া অংশবিশেষ প্রায়ই তাপগতিবিদ্যার পাঠ্যপুস্তকের পরিশিষ্টে দেখা যায় এবং অতিস্বনক বিমান নকশাকারী অধিকাংশ বায়ুযান প্রকৌশলীর কাছে তা সুপরিচিত।

নিখুঁত গ্যাস তত্ত্বটি মার্জিত ও অত্যন্ত কার্যকর হলেও এতে ধরে নেওয়া হয় যে গ্যাসটি রাসায়নিকভাবে নিষ্ক্রিয়। বিমান নকশার দৃষ্টিকোণ থেকে, এক বায়ুমণ্ডলীয় চাপে -এর কম তাপমাত্রায় বায়ুকে নিষ্ক্রিয় হিসেবে গণ্য করা যায়। 550 K তাপমাত্রায় নিখুঁত গ্যাস তত্ত্বের প্রযোজ্যতা কমতে শুরু করে এবং -এর বেশি তাপমাত্রায় এটি ব্যবহারযোগ্য নয়। 2,000 K-এর বেশি তাপমাত্রায় তাপঢাল নকশাকারীকে একটি বাস্তব গ্যাস মডেল ব্যবহার করতে হয়।
বাস্তব (সাম্যাবস্থা) গ্যাস মডেল
একটি প্রবেশযানের পিচিং মোমেন্ট বাস্তব-গ্যাস প্রভাবের দ্বারা উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত হতে পারে। অ্যাপোলো কমান্ড মডিউল এবং স্পেস শাটল—উভয়ই ভুল পিচিং মোমেন্টের ভিত্তিতে নকশা করা হয়েছিল, যা ত্রুটিপূর্ণ বাস্তব-গ্যাস মডেলিং থেকে নির্ধারিত হয়েছিল। অ্যাপোলো-সিএম-এর ট্রিম-কোণীয় আক্রমণ কোণ প্রাথমিক অনুমানের তুলনায় বেশি ছিল, ফলে চন্দ্র প্রত্যাবর্তন প্রবেশ করিডর আরও সংকীর্ণ হয়ে যায়। বাস্তব-গ্যাস প্রভাবের কারণে কলাম্বিয়া–এর প্রকৃত বায়ুগতীয় কেন্দ্র গণনাকৃত মানের তুলনায় উজানে ছিল। কলাম্বিয়াs প্রথম উড্ডয়নে (এসটিএস-১), নভোচারী জন ইয়ং এবং রবার্ট ক্রিপেন পুনঃপ্রবেশের সময় কিছু উৎকণ্ঠাপূর্ণ মুহূর্তের সম্মুখীন হন, যখন যানটির নিয়ন্ত্রণ হারানোর আশঙ্কা দেখা দিয়েছিল।Kenneth Iliff and Mary Shafer, Space Shuttle Hypersonic Aerodynamic and Aerothermodynamic Flight Research and the Comparison to Ground Test Results, pp. 5–6 

একটি সাম্যাবস্থার বাস্তব-গ্যাস মডেল ধরে নেয় যে গ্যাসটি রাসায়নিকভাবে সক্রিয়, তবে একই সঙ্গে এটিও ধরে নেয় যে সব রাসায়নিক বিক্রিয়া সম্পূর্ণ হওয়ার জন্য যথেষ্ট সময় পেয়েছে এবং গ্যাসের সব উপাদানের তাপমাত্রা সমান (এটিকে তাপগতীয় সাম্যাবস্থা বলা হয়)। যখন বায়ু একটি অভিঘাত তরঙ্গ দ্বারা প্রক্রিয়াজাত হয়, তখন সংকোচনের ফলে এটি অতিউষ্ণ হয়ে ওঠে এবং বিভিন্ন বিক্রিয়ার মাধ্যমে রাসায়নিকভাবে বিযোজিত হয়। পুনঃপ্রবেশকারী বস্তুর উপর সরাসরি ঘর্ষণ অভিঘাত-স্তর উত্তাপের প্রধান কারণ নয়। এটি মূলত সংকোচন তরঙ্গের ভেতরে বায়ু অণুগুলোর সমএনট্রপি উত্তাপের কারণে ঘটে। তরঙ্গের ভেতরে অণুগুলোর ঘর্ষণজনিত এনট্রপি বৃদ্ধি কিছু উত্তাপের জন্যও দায়ী। অভিঘাত তরঙ্গ থেকে প্রবেশযানের অগ্রভাগের স্থবিরতা বিন্দু পর্যন্ত দূরত্বকে অভিঘাত তরঙ্গ স্ট্যান্ড-অফ বলা হয়। স্ট্যান্ড-অফ দূরত্বের একটি আনুমানিক নিয়ম হলো এটি নাকের ব্যাসার্ধের ০.১৪ গুণ। মুক্ত প্রবাহ বেগ ৭.৮ কিমি/সে এবং নাকের ব্যাসার্ধ ১ মিটার ধরে নিয়ে অভিঘাত তরঙ্গ থেকে স্থবিরতা বিন্দু পর্যন্ত একটি গ্যাস অণুর যাত্রাসময় আনুমানিক ১৮ মাইক্রোসেকেন্ড। এটি প্রায় সেই সময়, যা ৭.৮ কিমি/সে বেগে বায়ুতে প্রবেশের সময় সর্বোচ্চ তাপ প্রবাহের পরিস্থিতিতে অভিঘাত-প্রসূত রাসায়নিক বিযোজনকে রাসায়নিক সাম্যাবস্থা–র নিকটে পৌঁছাতে প্রয়োজন হয়। ফলস্বরূপ, বায়ু যখন প্রবেশযানের স্থবিরতা বিন্দুর নিকটে আসে, তখন কার্যত তা রাসায়নিক সাম্যাবস্থায় পৌঁছে যায় এবং এই অবস্থায় সাম্যাবস্থা মডেল প্রযোজ্য হয়। তবে এই ক্ষেত্রে, অভিঘাত তরঙ্গ ও প্রবেশযানের অগ্রভাগের মধ্যবর্তী অভিঘাত-স্তরের অধিকাংশই রাসায়নিকভাবে বিক্রিয়াশীল এবং সাম্যাবস্থায় থাকে না। ফে–রিডেল সমীকরণ, যা তাপ প্রবাহ মডেলিংয়ে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, তার বৈধতা নির্ভর করে স্থবিরতা বিন্দুটি রাসায়নিক সাম্যাবস্থায় থাকার উপর। অভিঘাত-স্তরের গ্যাসকে সাম্যাবস্থায় পৌঁছাতে যে সময় লাগে, তা অভিঘাত-স্তরের চাপের উপর প্রবলভাবে নির্ভরশীল। উদাহরণস্বরূপ, গ্যালিলিও অনুসন্ধানযানের বৃহস্পতির বায়ুমণ্ডলে প্রবেশের ক্ষেত্রে, অত্যন্ত উচ্চচাপের কারণে সর্বোচ্চ তাপ প্রবাহের সময় অভিঘাত-স্তরের অধিকাংশই সাম্যাবস্থায় ছিল (এটি আপাতবিরোধী মনে হতে পারে, কারণ ঐ সময় মুক্ত প্রবাহ বেগ ছিল ৩৯ কিমি/সে)।

নিখুঁত গ্যাস মডেলের তুলনায় সাম্যাবস্থা গ্যাস মডেলের অধীনে স্থবিরতা বিন্দুর তাপগতীয় অবস্থা নির্ধারণ করা আরও জটিল। নিখুঁত গ্যাস মডেলে নির্দিষ্ট তাপের অনুপাত (যাকে সমএনট্রপি সূচক, অ্যাডিয়াবেটিক সূচক, গামা বা কাপাও বলা হয়) এবং গ্যাস ধ্রুবক—উভয়কেই ধ্রুব ধরা হয়। কিন্তু বাস্তব গ্যাসে নির্দিষ্ট তাপের অনুপাত তাপমাত্রার ফাংশন হিসেবে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হতে পারে। নিখুঁত গ্যাস মডেলে ধ্রুব এনট্রপি প্রবাহরেখা বরাবর তাপগতীয় অবস্থা নির্ধারণের জন্য একটি সুশৃঙ্খল সমীকরণসমষ্টি রয়েছে, যাকে সমএনট্রপি শৃঙ্খল বলা হয়। বাস্তব গ্যাসের ক্ষেত্রে এই সমএনট্রপি শৃঙ্খল ব্যবহারযোগ্য নয়; বরং হাতে গণনার জন্য একটি মলিয়ার চিত্র ব্যবহৃত হয়। তবে আধুনিক তাপঢাল নকশাকারীদের জন্য মলিয়ার চিত্রভিত্তিক গ্রাফিক্যাল সমাধান এখন অপ্রচলিত বলে বিবেচিত; এর পরিবর্তে ডিজিটাল লুক-আপ সারণিভিত্তিক (মলিয়ার চিত্রের আরেক রূপ) কম্পিউটার প্রোগ্রাম বা রসায়নভিত্তিক তাপগতিবিদ্যা প্রোগ্রাম ব্যবহৃত হয়। নির্দিষ্ট চাপ ও তাপমাত্রায় সাম্যাবস্থায় থাকা গ্যাসের রাসায়নিক গঠন গিবস মুক্ত শক্তি পদ্ধতি দ্বারা নির্ধারণ করা যায়। গিবস মুক্ত শক্তি হলো গ্যাসের মোট এনথ্যালপি থেকে তার মোট এনট্রপি ও তাপমাত্রার গুণফল বিয়োগফল। একটি রাসায়নিক সাম্যাবস্থা প্রোগ্রামে সাধারণত রাসায়নিক সূত্র বা বিক্রিয়া-গতির সমীকরণ প্রয়োজন হয় না। প্রোগ্রামটি গ্যাসের জন্য নির্দিষ্ট মূল মৌলিক প্রাচুর্য সংরক্ষণ করে এবং সংখ্যাত্মক পুনরাবৃত্তির মাধ্যমে মৌলগুলোর বিভিন্ন আণবিক সমন্বয় পরিবর্তন করে সর্বনিম্ন সম্ভাব্য গিবস মুক্ত শক্তি নির্ণয় করে (সাধারণত নিউটন–রাফসন পদ্ধতি সংখ্যাত্মক কৌশল হিসেবে ব্যবহৃত হয়)। গিবস মুক্ত শক্তি প্রোগ্রামের তথ্যভান্ডার আসে বর্ণালিবিদ্যাগত উপাত্ত থেকে, যা পার্টিশন ফাংশন সংজ্ঞায় ব্যবহৃত হয়। বিদ্যমান সেরা সাম্যাবস্থা কোডগুলোর একটি হলো Chemical Equilibrium with Applications (CEA) প্রোগ্রাম, যা Bonnie J. McBride এবং Sanford Gordon কর্তৃক NASA Lewis (বর্তমানে “NASA Glenn Research Center” নামে পরিচিত)–এ রচিত। CEA-এর অন্যান্য নাম হলো “Gordon and McBride Code” এবং “Lewis Code”। গ্রহীয় বায়ুমণ্ডলীয় গ্যাসের ক্ষেত্রে CEA ১০,০০০ K পর্যন্ত যথেষ্ট নির্ভুল, তবে ২০,০০০ K-এর বেশি তাপমাত্রায় এটি ব্যবহারযোগ্য নয় (দ্বৈত আয়নীকরণ এতে মডেল করা হয় না)। CEA ইন্টারনেট থেকে পূর্ণ নথিসহ ডাউনলোড করা যায় এবং এটি G77 Fortran কম্পাইলারের অধীনে Linux-এ কম্পাইল করা যায়।
বাস্তব (অসাম্যাবস্থা) গ্যাস মডেল
অসাম্যাবস্থা বাস্তব-গ্যাস মডেল অভিঘাত-স্তরের গ্যাস ভৌতবিজ্ঞানকে সবচেয়ে নির্ভুলভাবে উপস্থাপন করে, তবে এটি সাম্যাবস্থা মডেলের তুলনায় সমাধান করা অধিক জটিল। সবচেয়ে সরল অসাম্যাবস্থা মডেল হলো ১৯৫৮ সালে উদ্ভাবিত লাইটহিল–ফ্রিম্যান মডেল। লাইটহিল–ফ্রিম্যান মডেল প্রাথমিকভাবে ধরে নেয় যে গ্যাসটি একটি মাত্র দ্বিপরমাণুক প্রজাতি দিয়ে গঠিত, যা কেবল একটি রাসায়নিক সমীকরণ ও তার বিপরীত বিক্রিয়ার মাধ্যমে প্রতিক্রিয়াশীল; যেমন, N2 = N + N এবং N + N = N2 (বিযোজন ও পুনঃসংযোজন)। সরলতার কারণে লাইটহিল–ফ্রিম্যান মডেল একটি কার্যকর শিক্ষণ-উপকরণ হলেও অসাম্যাবস্থা বায়ু মডেলিংয়ের জন্য এটি অতিরিক্ত সরল। সাধারণত বায়ুকে ০.৭৮১২ মোল ভগ্নাংশ আণবিক নাইট্রোজেন, ০.২০৯৫ আণবিক অক্সিজেন এবং ০.০০৯৩ আর্গন সমন্বয়ে গঠিত বলে ধরা হয়। বায়ুর জন্য সবচেয়ে সরল বাস্তব-গ্যাস মডেল হলো পাঁচ-প্রজাতি মডেল, যা N2, O2, NO, N এবং O-এর উপর ভিত্তি করে গঠিত। পাঁচ-প্রজাতি মডেল আয়নীকরণ ধরে নেয় না এবং কার্বন ডাই-অক্সাইডের মতো অল্পমাত্রিক প্রজাতিকে উপেক্ষা করে।

একটি গিবস মুক্ত শক্তি-ভিত্তিক সাম্যাবস্থা প্রোগ্রাম চালানোর সময়, প্রাথমিকভাবে নির্দিষ্ট আণবিক গঠন থেকে চূড়ান্ত গণিতকৃত সাম্যাবস্থা গঠনে পৌঁছানোর পুনরাবৃত্তিমূলক প্রক্রিয়াটি মূলত এলোমেলো এবং সময়-নির্ভুল নয়। কিন্তু একটি অসাম্যাবস্থা প্রোগ্রামে গণনাপ্রক্রিয়া সময়-নির্ভুল হয় এবং রাসায়নিক ও বিক্রিয়া-গতির সমীকরণ দ্বারা নির্ধারিত সমাধান-পথ অনুসরণ করে। পাঁচ-প্রজাতি মডেলে ১৭টি রাসায়নিক সমীকরণ রয়েছে (বিপরীত সমীকরণ গণনা করলে ৩৪টি)। লাইটহিল–ফ্রিম্যান মডেল একটি সাধারণ ডিফারেনশিয়াল সমীকরণ এবং একটি বীজগাণিতিক সমীকরণের উপর ভিত্তি করে গঠিত। পাঁচ-প্রজাতি মডেল ৫টি সাধারণ ডিফারেনশিয়াল সমীকরণ এবং ১৭টি বীজগাণিতিক সমীকরণের উপর ভিত্তি করে। যেহেতু ৫টি সাধারণ ডিফারেনশিয়াল সমীকরণ ঘনিষ্ঠভাবে সংযুক্ত, তাই সিস্টেমটি সংখ্যাত্মকভাবে “কঠিন” (stiff) এবং সমাধান করা কঠিন। পাঁচ-প্রজাতি মডেল কেবল নিম্ন পৃথিবী কক্ষপথ থেকে প্রবেশের ক্ষেত্রে ব্যবহারযোগ্য, যেখানে প্রবেশ বেগ প্রায় । চন্দ্র প্রত্যাবর্তন প্রবেশের ক্ষেত্রে ১১ কিমি/সে বেগে,Entry Aerodynamics at Lunar Return Conditions Obtained from the Fliigh of Apollo 4 , Ernest R. Hillje, NASA, TN: D-5399, accessed 29 December 2018. অভিঘাত-স্তরে উল্লেখযোগ্য পরিমাণ আয়নিত নাইট্রোজেন ও অক্সিজেন উপস্থিত থাকে। এ অবস্থায় পাঁচ-প্রজাতি মডেল আর যথেষ্ট নির্ভুল নয় এবং এর পরিবর্তে বারো-প্রজাতি মডেল ব্যবহার করতে হয়। মঙ্গল–পৃথিবী কক্ষপথীয় পথে বায়ুমণ্ডলীয় প্রবেশের বেগ প্রায় ।Overview of the Mars Sample Return Earth Entry Vehicle , NASA, accessed 29 December 2018. উচ্চ-বেগে মঙ্গলের বায়ুমণ্ডলে প্রবেশ—যেখানে বায়ুমণ্ডল কার্বন ডাই-অক্সাইড, নাইট্রোজেন ও আর্গন দ্বারা গঠিত—আরও জটিল এবং এর জন্য ১৯-প্রজাতি মডেল প্রয়োজন।

অসাম্যাবস্থা বাস্তব-গ্যাস প্রভাব মডেলিংয়ের একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক হলো বিকিরণজনিত তাপ প্রবাহ। যদি কোনো যান অত্যন্ত উচ্চ বেগে (হাইপারবোলিক পথ, চন্দ্র প্রত্যাবর্তন) বায়ুমণ্ডলে প্রবেশ করে এবং এর নাকের ব্যাসার্ধ বড় হয়, তবে বিকিরণজনিত তাপ প্রবাহ TPS উত্তাপকে প্রাধান্য দিতে পারে। বায়ু বা কার্বন ডাই-অক্সাইড বায়ুমণ্ডলে প্রবেশের সময় বিকিরণজনিত তাপ প্রবাহ সাধারণত অসমমিত দ্বিপরমাণুক অণু থেকে উৎপন্ন হয়; যেমন, সায়ানোজেন (CN), কার্বন মনোক্সাইড, নাইট্রিক অক্সাইড (NO), একক আয়নিত আণবিক নাইট্রোজেন ইত্যাদি। এই অণুগুলো অভিঘাত তরঙ্গ দ্বারা পরিবেষ্টিত বায়ুমণ্ডলীয় গ্যাসের বিযোজনের মাধ্যমে সৃষ্টি হয় এবং পরে অভিঘাত-স্তরের ভেতরে পুনঃসংযোজনের মাধ্যমে নতুন আণবিক প্রজাতি গঠন করে। নবগঠিত দ্বিপরমাণুক অণুগুলোর প্রাথমিক কম্পন তাপমাত্রা অত্যন্ত উচ্চ হয়, যা দক্ষতার সাথে কম্পন শক্তিকে বিকিরণ শক্তিতে রূপান্তরিত করে; অর্থাৎ বিকিরণজনিত তাপ প্রবাহ সৃষ্টি করে। সমগ্র প্রক্রিয়াটি এক মিলিসেকেন্ডেরও কম সময়ে সম্পন্ন হয়, যা মডেলিংকে চ্যালেঞ্জিং করে তোলে। বিকিরণজনিত তাপ প্রবাহের পরীক্ষামূলক পরিমাপ (সাধারণত অভিঘাত নল ব্যবহার করে) এবং অস্থিতিশীল শ্রোডিঙ্গার সমীকরণ–এর মাধ্যমে তাত্ত্বিক গণনা বায়ুযান প্রকৌশলের অন্যতম জটিল ক্ষেত্র। বিকিরণজনিত তাপ প্রবাহ বোঝার অধিকাংশ গবেষণা ১৯৬০-এর দশকে সম্পন্ন হয়েছিল, তবে অ্যাপোলো কর্মসূচি সমাপ্তির পর তা মূলত বন্ধ হয়ে যায়। বায়ুতে বিকিরণজনিত তাপ প্রবাহ অ্যাপোলোর সাফল্য নিশ্চিত করার জন্য পর্যাপ্তভাবে বোঝা গিয়েছিল। তবে কার্বন ডাই-অক্সাইডে (মঙ্গল প্রবেশ) বিকিরণজনিত তাপ প্রবাহ এখনও অল্পমাত্রায় বোঝা গেছে এবং এর জন্য ব্যাপক গবেষণা প্রয়োজন।
হিমায়িত গ্যাস মডেল
হিমায়িত গ্যাস মডেল এমন একটি বিশেষ অবস্থার গ্যাসকে বর্ণনা করে যা সাম্যাবস্থায় নেই। “হিমায়িত গ্যাস” নামটি বিভ্রান্তিকর হতে পারে। হিমায়িত গ্যাস বরফের মতো “হিমায়িত” নয়, যেমন বরফ হলো জমাট পানি। বরং হিমায়িত গ্যাস সময়ের দিক থেকে “স্থির” বা “হিমায়িত”—অর্থাৎ ধরে নেওয়া হয় যে সব রাসায়নিক বিক্রিয়া বন্ধ হয়ে গেছে। রাসায়নিক বিক্রিয়া সাধারণত অণুগুলোর পারস্পরিক সংঘর্ষের মাধ্যমে সংঘটিত হয়। যদি গ্যাসের চাপ ধীরে ধীরে হ্রাস করা হয় এবং রাসায়নিক বিক্রিয়া অব্যাহত থাকতে পারে, তবে গ্যাস সাম্যাবস্থায় থাকতে পারে। তবে যদি গ্যাসের চাপ এত দ্রুত হ্রাস পায় যে প্রায় সব রাসায়নিক বিক্রিয়া থেমে যায়, তাহলে সেই অবস্থাকে হিমায়িত গ্যাস বলা হয়।

সাম্যাবস্থা ও হিমায়িত অবস্থার পার্থক্য গুরুত্বপূর্ণ, কারণ বায়ুর মতো একটি গ্যাস একই তাপগতীয় অবস্থা—যেমন চাপ ও তাপমাত্রা—অধীনে উল্লেখযোগ্যভাবে ভিন্ন ভৌত বৈশিষ্ট্য (যেমন শব্দের বেগ, সান্দ্রতা ইত্যাদি) প্রদর্শন করতে পারে। প্রবেশযানের পশ্চাদ্ধাবন অঞ্চলে হিমায়িত গ্যাস একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হতে পারে। পুনঃপ্রবেশের সময় মুক্ত প্রবাহের বায়ু প্রবেশযানের অভিঘাত তরঙ্গ দ্বারা উচ্চ তাপমাত্রা ও চাপে সংকুচিত হয়। অভিঘাত-স্তরের অসাম্যাবস্থা বায়ু এরপর প্রবেশযানের অগ্রভাগ অতিক্রম করে দ্রুত প্রসারণশীল প্রবাহ অঞ্চলে প্রবেশ করে, যেখানে হিমায়ন ঘটতে পারে। এই হিমায়িত বায়ু পরে প্রবেশযানের পশ্চাতে সৃষ্ট ঘূর্ণিপাকে আবদ্ধ হতে পারে। প্রবেশযানের পশ্চাদ্ধাবন অঞ্চলের প্রবাহ সঠিকভাবে মডেলিং করা অত্যন্ত কঠিন। তাপ সুরক্ষা আবরণ (TPS)-এর উত্তাপ সাধারণত যানটির পশ্চাদ্ভাগে খুব বেশি নয়, তবে যানটির পশ্চাদ্ধাবনের জ্যামিতি ও অস্থিরতা বায়ুগতিবিদ্যা (পিচিং মোমেন্ট) এবং বিশেষত গতিশীল স্থিতিশীলতার উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলতে পারে।
তাপ সুরক্ষা ব্যবস্থা

একটি তাপ সুরক্ষা ব্যবস্থা (Thermal Protection System বা TPS) হলো সেই প্রতিবন্ধক ব্যবস্থা যা বায়ুমণ্ডলে পুনঃপ্রবেশের সময় তীব্র তাপ থেকে একটি মহাকাশযানকে সুরক্ষা দেয়। মহাকাশযানের তাপ সুরক্ষার জন্য একাধিক পদ্ধতি ব্যবহৃত হয়, যার মধ্যে রয়েছে অ্যাবলেটিভ তাপ ঢাল, নিষ্ক্রিয় শীতলীকরণ এবং মহাকাশযানের পৃষ্ঠের সক্রিয় শীতলীকরণ। সাধারণভাবে এগুলোকে দুইটি শ্রেণিতে বিভক্ত করা যায়: অ্যাবলেটিভ TPS এবং পুনঃব্যবহারযোগ্য TPS।

অ্যাবলেটিভ TPS প্রয়োজন হয় যখন মহাকাশযান ধীরগতিতে নামার আগে তুলনামূলকভাবে নিম্ন উচ্চতায় পৌঁছে যায়। স্পেস শাটলের মতো মহাকাশযানগুলো উচ্চ উচ্চতায় ধীরগতিতে নামার জন্য নকশা করা হয়েছে, যাতে তারা পুনঃব্যবহারযোগ্য TPS ব্যবহার করতে পারে। (দেখুন: স্পেস শাটল তাপ সুরক্ষা ব্যবস্থা)

তাপ সুরক্ষা ব্যবস্থাগুলো উচ্চ এনথালপি ভূমিভিত্তিক পরীক্ষা বা প্লাজমা উইন্ড টানেলে পরীক্ষা করা হয়, যেখানে উচ্চ এনথালপি ও উচ্চ স্থবির চাপের সমন্বয় পুনর্নির্মাণ করা হয় ইন্ডাকশন প্লাজমা বা ডিসি প্লাজমা ব্যবহার করে।
অ্যাবলেটিভ
অ্যাবলেটিভ তাপ ঢাল তাপ ঢালের বাইরের প্রাচীর থেকে উত্তপ্ত শক স্তরের গ্যাসকে দূরে সরিয়ে দিয়ে কাজ করে (ফলে একটি অপেক্ষাকৃত শীতল সীমানা স্তর তৈরি হয়)। এই সীমানা স্তরটি তাপ ঢাল উপাদান থেকে উৎপন্ন গ্যাসীয় বিক্রিয়াজাত পদার্থের ব্লোয়িং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে সৃষ্টি হয় এবং এটি সকল প্রকার তাপ প্রবাহের বিরুদ্ধে সুরক্ষা প্রদান করে। সীমানা স্তরের মাধ্যমে তাপ ঢালের বাইরের প্রাচীরে পৌঁছানো তাপ প্রবাহ হ্রাস করার সামগ্রিক প্রক্রিয়াকে ব্লকেজ বলা হয়। একটি অ্যাবলেটিভ TPS-এ অ্যাবলেশন দুইটি স্তরে ঘটে: TPS উপাদানের বাইরের পৃষ্ঠটি দহনজনিতভাবে কার্বনায়িত হয়, গলে যায় এবং উর্ধ্বপাতিত হয়; অন্যদিকে TPS উপাদানের অভ্যন্তরীণ অংশে পাইরোলাইসিস ঘটে এবং সেখান থেকে গ্যাসীয় উৎপাদ দ্রব্য নির্গত হয়। পাইরোলাইসিসে উৎপন্ন গ্যাসই ব্লোয়িং প্রক্রিয়া চালিত করে এবং পরিবাহী ও অনুঘটক তাপ প্রবাহের ব্লকেজ সৃষ্টি করে। থার্মোগ্রাভিমেট্রিক বিশ্লেষণ ব্যবহার করে বাস্তব সময়ে পাইরোলাইসিস পরিমাপ করা যায়, যার মাধ্যমে অ্যাবলেটিভ কার্যক্ষমতা মূল্যায়ন করা সম্ভব।Parker, John and C. Michael Hogan, "Techniques for Wind Tunnel assessment of Ablative Materials", NASA Ames Research Center, Technical Publication, August, 1965. শক স্তরে কার্বন যুক্ত করে সেটিকে অপটিক্যালভাবে অস্বচ্ছ করে তোলার মাধ্যমে অ্যাবলেশন বিকিরণজনিত তাপ প্রবাহের বিরুদ্ধেও ব্লকেজ প্রদান করতে পারে। বিকিরণ তাপ প্রবাহের ব্লকেজ ছিল গ্যালিলিও প্রোব-এর TPS উপাদান (কার্বন ফেনলিক)-এর প্রধান তাপ সুরক্ষা প্রক্রিয়া।

যুক্তরাষ্ট্রে অ্যাবলেশন প্রযুক্তি নিয়ে প্রাথমিক গবেষণা পরিচালিত হয় নাসা-এর এমস গবেষণা কেন্দ্র-এ, যা মফেট ফিল্ড, ক্যালিফোর্নিয়ায় অবস্থিত। এমস গবেষণা কেন্দ্র ছিল এই গবেষণার জন্য উপযুক্ত, কারণ সেখানে বিভিন্ন বায়ু বেগ উৎপন্ন করতে সক্ষম অসংখ্য বায়ু সুড়ঙ্গ ছিল। প্রাথমিক পরীক্ষাগুলোতে সাধারণত বিশ্লেষণের জন্য নির্ধারিত অ্যাবলেটিভ উপাদানের একটি মক-আপ একটি অতিধ্বনি বায়ু সুড়ঙ্গে স্থাপন করা হতো।Hogan, C. Michael, Parker, John and Winkler, Ernest, of NASA Ames Research Center,  "An Analytical Method for Obtaining the Thermogravimetric Kinetics of Char-forming Ablative Materials from Thermogravimetric Measurements", AIAA/ASME Seventh Structures and Materials Conference, April, 1966 অ্যাবলেটিভ উপাদানের পরীক্ষা এমস আর্ক জেট কমপ্লেক্সে পরিচালিত হয়। এই স্থাপনায় বহু মহাকাশযানের তাপ সুরক্ষা ব্যবস্থা পরীক্ষা করা হয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে অ্যাপোলো, স্পেস শাটল এবং ওরিয়ন-এর তাপ ঢাল উপাদান।

কার্বন ফেনলিক
কার্বন ফেনলিক মূলত রকেট নোজলের থ্রোট উপাদান হিসেবে (যা স্পেস শাটল সলিড রকেট বুস্টার-এ ব্যবহৃত হয়) এবং পুনঃপ্রবেশযানের নাকের অগ্রভাগে ব্যবহারের জন্য উন্নয়ন করা হয়েছিল।

নির্দিষ্ট কোনো TPS উপাদানের তাপ পরিবাহিতা সাধারণত উপাদানটির ঘনত্বের সাথে সমানুপাতিক। কার্বন ফেনলিক একটি অত্যন্ত কার্যকর অ্যাবলেটিভ উপাদান, তবে এর ঘনত্ব বেশি, যা কাম্য নয়।

নাসার গ্যালিলিও প্রোব তার TPS উপাদান হিসেবে কার্বন ফেনলিক ব্যবহার করেছিল।

যদি কোনো প্রবেশযান যে তাপ প্রবাহের সম্মুখীন হয় তা পাইরোলাইসিস ঘটানোর জন্য পর্যাপ্ত না হয়, তবে TPS উপাদানের পরিবাহিতা তাপ প্রবাহকে TPS বন্ডলাইন উপাদানের দিকে পরিবাহিত করতে পারে, যার ফলে TPS ব্যর্থতা ঘটতে পারে। অতএব, যেসব প্রবেশপথে তুলনামূলকভাবে কম তাপ প্রবাহ সৃষ্টি হয়, সেখানে কার্বন ফেনলিক কখনও কখনও অনুপযুক্ত হতে পারে এবং নিম্ন-ঘনত্বের TPS উপাদানগুলো নিম্নোক্ত উদাহরণগুলোর মতো আরও উপযুক্ত নকশা বিকল্প হতে পারে:
সুপার লাইট-ওয়েট অ্যাবলেটর
SLA-561V-এ SLA শব্দটির পূর্ণরূপ হলো সুপার লাইট-ওয়েট অ্যাবলেটর। SLA-561V হলো লকহিড মার্টিন নির্মিত একটি স্বত্বাধিকারী অ্যাবলেটিভ উপাদান, যা মার্স সায়েন্স ল্যাবরেটরি (MSL) ব্যতীত নাসা কর্তৃক মঙ্গলে প্রেরিত সব ৭০° গোলক-শঙ্কু প্রবেশযানে প্রধান TPS উপাদান হিসেবে ব্যবহৃত হয়েছে। SLA-561V প্রায় ১১০ W/cm2 তাপ প্রবাহে উল্লেখযোগ্য অ্যাবলেশন শুরু করে, তবে ৩০০ W/cm2-এর বেশি তাপ প্রবাহে এটি ব্যর্থ হয়। MSL অ্যারোশেলের TPS বর্তমানে সর্বোচ্চ ২৩৪ W/cm2 তাপ প্রবাহ সহ্য করার জন্য নকশা করা হয়েছে। মঙ্গলে অবতরণকারী ভাইকিং ১-এর অ্যারোশেল যে সর্বোচ্চ তাপ প্রবাহের সম্মুখীন হয়েছিল তা ছিল ২১ W/cm2। ভাইকিং ১-এর ক্ষেত্রে TPS একটি কার্বনায়িত তাপ নিরোধক হিসেবে কাজ করেছিল এবং উল্লেখযোগ্য অ্যাবলেশন ঘটেনি। ভাইকিং ১ ছিল প্রথম মঙ্গল অবতরণযান এবং এর নকশা ছিল অত্যন্ত রক্ষণশীল। ভাইকিং অ্যারোশেলের ভিত্তি ব্যাস ছিল ৩.৫৪ মিটার (যা মার্স সায়েন্স ল্যাবরেটরি-এর আগে পর্যন্ত মঙ্গলে ব্যবহৃত সবচেয়ে বড়)। SLA-561V প্রয়োগ করা হয় অ্যাবলেটিভ উপাদানকে একটি মধুচক্র কোরে ভরে, যা পূর্বেই অ্যারোশেলের কাঠামোর সাথে সংযুক্ত করা থাকে; এর ফলে একটি বৃহৎ তাপ ঢাল নির্মাণ সম্ভব হয়।
ফেনলিক-সংশ্লিষ্ট কার্বন অ্যাবলেটর
ফেনলিক-সংশ্লিষ্ট কার্বন অ্যাবলেটর (PICA), যা কার্বন তন্তু প্রিফর্মকে ফেনলিক রজন দ্বারা সিক্ত করে তৈরি করা হয়, একটি আধুনিক TPS উপাদান। এর প্রধান সুবিধা হলো কম ঘনত্ব (কার্বন ফেনলিকের তুলনায় অনেক হালকা) এবং উচ্চ তাপ প্রবাহে কার্যকর অ্যাবলেটিভ ক্ষমতা। নমুনা-প্রত্যাবর্তন মিশন বা চন্দ্র-প্রত্যাবর্তন মিশনের মতো উচ্চ সর্বোচ্চ-উত্তাপন অবস্থার অ্যাবলেটিভ প্রয়োগের জন্য এটি একটি উপযুক্ত বিকল্প। প্রচলিত কার্বন ফেনলিকের মতো অন্যান্য উচ্চ-তাপ-প্রবাহ অ্যাবলেটিভ উপাদানের তুলনায় PICA-র তাপ পরিবাহিতা কম।

PICA ১৯৯০-এর দশকে নাসা এমস গবেষণা কেন্দ্র কর্তৃক পেটেন্ট করা হয় এবং স্টারডাস্ট অ্যারোশেলের প্রধান TPS উপাদান ছিল।Tran, Huy K, et al., "Qualification of the forebody heat shield of the Stardust's Sample Return Capsule", AIAA, Thermophysics Conference, 32nd, Atlanta, GA; 23–25 June 1997. স্টারডাস্ট নমুনা-প্রত্যাবর্তন ক্যাপসুল ছিল পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে পুনঃপ্রবেশকারী মানবনির্মিত বস্তুগুলোর মধ্যে সবচেয়ে দ্রুতগামী; এটি ১৩৫ কিমি উচ্চতায় ২৮,০০০ মাইল/ঘণ্টা (প্রায় ১২.৫ কিমি/সেকেন্ড) বেগে প্রবেশ করে। এই গতি অ্যাপোলো মিশনের ক্যাপসুলগুলোর চেয়েও বেশি এবং স্পেস শাটলের তুলনায় ৭০% দ্রুত। ২০০৬ সালে পৃথিবীতে প্রত্যাবর্তনের সময় স্টারডাস্ট মিশনের সাফল্যের জন্য PICA ছিল অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। স্টারডাস্টের তাপ ঢাল (ভিত্তি ব্যাস ০.৮১ মিটার) একটি একক মনোলিথিক অংশ দিয়ে তৈরি ছিল, যা ১.২ kW/cm2 নামমাত্র সর্বোচ্চ উত্তাপন হার সহ্য করার জন্য নকশা করা হয়েছিল। মঙ্গলীয় বায়ুমণ্ডল-এ মার্স সায়েন্স ল্যাবরেটরি-র প্রবেশের ক্ষেত্রেও একটি PICA তাপ ঢাল ব্যবহৃত হয়েছিল।

PICA-X
PICA-র একটি উন্নত ও সহজে উৎপাদনযোগ্য সংস্করণ, PICA-X, ২০০৬–২০১০ সময়কালে স্পেসএক্স কর্তৃক ড্রাগন মহাকাশ ক্যাপসুল-এর জন্য উন্নয়ন করা হয়। PICA-X তাপ ঢালের প্রথম পুনঃপ্রবেশ পরীক্ষা হয় ড্রাগন C1 মিশনে ৮ ডিসেম্বর ২০১০ তারিখে।Dragon could visit space station next, এমএসএনবিসি ডটকম, 2010-12-08, accessed 2010-12-09. এক ডজনেরও কম প্রকৌশলী ও প্রযুক্তিবিদের একটি ছোট দল চার বছরেরও কম সময়ে PICA-X তাপ ঢাল নকশা, উন্নয়ন ও সম্পূর্ণ যোগ্যতা অর্জন করে।<ref name="N+SX_picaX">
{{cite web
 |last=Chambers 
 |first=Andrew 
 |title=NASA + SpaceX Work Together 
 |url=http://www.nasa.gov/offices/oce/appel/ask/issues/40/40s_space-x_prt.htm
 |publisher=NASA 
 |access-date=2011-02-16 
 |author2=Dan Rasky 
 |date=2010-11-14 
 |quote=SpaceX undertook the design and manufacture of the reentry heat shield; it brought speed and efficiency that allowed the heat shield to be designed, developed, and qualified in less than four years.''' 
 |url-status=dead 
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20110416170908/http://www.nasa.gov/offices/oce/appel/ask/issues/40/40s_space-x_prt.htm 
 |archive-date=2011-04-16 
}}</ref>
NASA-র PICA তাপ ঢাল উপাদানের তুলনায় PICA-X উৎপাদনে দশ গুণ কম ব্যয়বহুল।

PICA-3
PICA-র দ্বিতীয় উন্নত সংস্করণ, PICA-3, ২০১০-এর দশকের মাঝামাঝি সময়ে স্পেসএক্স দ্বারা উন্নয়ন করা হয়। এটি প্রথম উড্ডয়ন পরীক্ষা করা হয় ২০১৯ সালে ক্রু ড্রাগন মহাকাশযানে ক্রু ড্রাগন ডেমো-১ প্রদর্শনী উড্ডয়নে, এপ্রিল ২০১৯-এ, এবং ২০২০ সালে নিয়মিত পরিষেবায় অন্তর্ভুক্ত করা হয়।NASA TV broadcast for the Crew Dragon Demo-2 mission departure from the ISS , NASA, 1 August 2020.

HARLEM
PICA এবং অধিকাংশ অন্যান্য অ্যাবলেটিভ TPS উপাদান স্বত্বাধিকারী বা শ্রেণিবদ্ধ; তাদের সংযোজন ও উৎপাদন প্রক্রিয়া উন্মুক্ত সাহিত্য্যে প্রকাশ করা হয় না। এর ফলে গবেষকদের জন্য এসব উপাদান নিয়ে অধ্যয়ন করা সীমিত হয়ে পড়ে এবং তাপ সুরক্ষা ব্যবস্থা উন্নয়ন ব্যাহত হয়। এই প্রেক্ষাপটে, স্টুটগার্ট বিশ্ববিদ্যালয়-এর High Enthalpy Flow Diagnostics Group (HEFDiG) বাণিজ্যিকভাবে উপলভ্য উপাদান ব্যবহার করে একটি উন্মুক্ত কার্বন-ফেনলিক অ্যাবলেটিভ উপাদান উন্নয়ন করেছে, যার নাম HEFDiG Ablation-Research Laboratory Experiment Material (HARLEM)। HARLEM প্রস্তুত করা হয় একটি কার্বন তন্তু ছিদ্রযুক্ত মনোলিথ প্রিফর্ম (যেমন Calcarb rigid carbon insulation) কে রেজোল ফেনলিক রজন ও পলিভিনাইলপাইরোলিডোন-এর ইথিলিন গ্লাইকোল দ্রবণে সিক্ত করে, পরে রজন পলিমারাইজ করার জন্য উত্তপ্ত করে এবং শূন্যচাপে দ্রাবক অপসারণের মাধ্যমে। উৎপন্ন উপাদানটি পরে কিউরিং করা হয় এবং প্রয়োজনীয় আকারে যন্ত্রায়িত করা হয়।
SIRCA
সিলিকন-সংশ্লিষ্ট পুনঃব্যবহারযোগ্য সিরামিক অ্যাবলেটর (SIRCA) নাসা এমস গবেষণা কেন্দ্র-এ উন্নয়ন করা হয় এবং মার্স পাথফাইন্ডার ও মার্স এক্সপ্লোরেশন রোভার (MER) অ্যারোশেলের Backshell Interface Plate (BIP)-এ ব্যবহৃত হয়। BIP ছিল অ্যারোশেলের ব্যাকশেল (যাকে afterbody বা aft cover-ও বলা হয়) এবং ক্রুজ রিং (যাকে cruise stage-ও বলা হয়)–এর সংযোগস্থলে অবস্থিত। SIRCA ছিল ব্যর্থ ডিপ স্পেস ২ (DS/2) মঙ্গল ইমপ্যাক্টর প্রোবগুলোর প্রধান TPS উপাদান, যাদের অ্যারোশেলের ভিত্তি ব্যাস ছিল । 

SIRCA একটি মনোলিথিক, নিরোধক উপাদান, যা অ্যাবলেশনের মাধ্যমে তাপ সুরক্ষা প্রদান করতে সক্ষম। এটি একমাত্র TPS উপাদান যা নির্দিষ্ট আকারে যন্ত্রায়িত করে সরাসরি মহাকাশযানে প্রয়োগ করা যায়। (স্পেস শাটলের টাইলের মতো) কোনো পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণ, তাপ-প্রক্রিয়া বা অতিরিক্ত আবরণ প্রয়োজন হয় না। যেহেতু SIRCA অত্যন্ত সুনির্দিষ্ট আকারে তৈরি করা যায়, তাই এটি টাইল, লিডিং এজ অংশ, সম্পূর্ণ নোজ ক্যাপ অথবা বিভিন্ন কাস্টম আকার ও মাপে প্রয়োগ করা সম্ভব। , SIRCA ব্যাকশেল ইন্টারফেস প্রয়োগে প্রদর্শিত হয়েছিল, তবে তখনও এটি ফরবডি TPS উপাদান হিসেবে ব্যবহৃত হয়নি।Tran, Huy K., et al., "Silicone impregnated reusable ceramic ablators for Mars follow-on missions," AIAA-1996-1819, Thermophysics Conference, 31st, New Orleans, June 17–20, 1996.
এভকোট (AVCOAT)

এভকোট (AVCOAT) হলো নাসা-উদ্ভাবিত একটি উপাদান যা বেশ কিছু ক্ষয়িষ্ণু তাপ নিরোধক ঢালের (ablative heat shields) নকশায় ব্যবহৃত হয়।Flight-Test Analysis Of Apollo Heat-Shield Material Using The Pacemaker Vehicle System  NASA Technical Note D-4713, pp. 8, 1968–08, accessed 2010-12-26. "Avcoat 5026-39/HC-G is an epoxy novolac resin with special additives in a fiberglass honeycomb matrix. In fabrication, the empty honeycomb is bonded to the primary structure and the resin is gunned into each cell individually. ... The overall density of the material is 32 lb/ft3 (512 kg/m3). The char of the material is composed mainly of silica and carbon. It is necessary to know the amounts of each in the char because in the ablation analysis the silica is considered to be inert, but the carbon is considered to enter into exothermic reactions with oxygen. ... At 2160O R (12000 K), 54 percent by weight of the virgin material has volatilized and 46 percent has remained as char. ... In the virgin material, 25 percent by weight is silica, and since the silica is considered to be inert the char-layer composition becomes 6.7 lb/ft3 (107.4 kg/m3) of carbon and 8 lb/ft3 (128.1 kg/m3) of silica."

নাসা মূলত ১৯৬০-এর দশকে অ্যাপোলো কমান্ড মডিউলের জন্য এটি ব্যবহার করেছিল। পরবর্তীতে সংস্থাটি তাদের পরবর্তী প্রজন্মের নিম্ন-পৃথিবী কক্ষপথের বাইরের ওরিয়ন ক্রু মডিউলের জন্য এই উপাদানটি ব্যবহার করে, যা প্রথমবার ২০১৪ সালের ডিসেম্বরে একটি পরীক্ষামূলক উড্ডয়নে এবং পরবর্তীতে ২০২২ সালের নভেম্বরে কার্যকরভাবে উড়াল দেয়।NASA.gov NASA Selects Material for Orion Spacecraft Heat Shield , 2009-04-07, accessed 2011-01-02. ওরিয়নে ব্যবহৃত এভকোট উপাদানটিকে অ্যাপোলো অভিযানের সমাপ্তির পর থেকে পাস হওয়া পরিবেশগত আইনের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ করার জন্য পুনরায় ফর্মুলেট করা হয়েছে।
তাপীয় সোক
তাপীয় সোক প্রায় সকল টিপিএস (TPS) পরিকল্পনার একটি অংশ। উদাহরণস্বরূপ, একটি অ্যাবলেটিভ তাপ ঢাল বাইরের প্রাচীরের তাপমাত্রা পাইরোলাইসিসের জন্য প্রয়োজনীয় ন্যূনতম মাত্রার নিচে নেমে গেলে তার তাপীয় সুরক্ষার কার্যকারিতার অধিকাংশই হারায়। সেই সময় থেকে তাপীয় স্পন্দনের শেষ পর্যন্ত, শক স্তর থেকে তাপ সঞ্চালনের মাধ্যমে তাপ ঢালের বাইরের প্রাচীরে প্রবেশ করে এবং শেষ পর্যন্ত তা পরিবাহিত হয়ে পেলোড পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। এই ফলাফল প্রতিরোধ করা যায় তাপ ঢালটি (এর তাপীয় সোকসহ) অভ্যন্তরীণ প্রাচীরে তাপ পরিবাহিত হওয়ার পূর্বেই অপসারণ করে।
অগ্নিসহিষ্ণু নিরোধক

অগ্নিসহিষ্ণু নিরোধক মহাকাশযানের পৃষ্ঠের সর্ববহির্ভাগে তাপ ধরে রাখে, যেখানে তা বায়ুর মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়ে অপসারিত হয়। পৃষ্ঠের তাপমাত্রা দহনপ্রভা স্তরে পৌঁছে যায়, তাই উপাদানের গলনাঙ্ক অত্যন্ত উচ্চ হতে হয় এবং একই সঙ্গে এর তাপ পরিবাহিতা খুবই নিম্ন হতে হয়। এই বৈশিষ্ট্যসম্পন্ন উপাদান সাধারণত ভঙ্গুর, নাজুক এবং বৃহৎ আকারে তৈরি করা কঠিন। ফলে এগুলো তুলনামূলকভাবে ছোট টাইল আকারে নির্মিত হয় এবং পরে মহাকাশযানের কাঠামোগত আবরণে সংযুক্ত করা হয়। দৃঢ়তা ও তাপ পরিবাহিতার মধ্যে একটি সমঝোতা থাকে: কম পরিবাহী উপাদান সাধারণত বেশি ভঙ্গুর হয়। স্পেস শাটলে একাধিক প্রকারের টাইল ব্যবহৃত হয়েছিল। Boeing X-37, Dream Chaser এবং স্টারশিপের উপরের ধাপ–এও টাইল ব্যবহার করা হয়।

নিরোধক কখনোই সম্পূর্ণ নিখুঁত হতে পারে না। ফলে কিছু তাপশক্তি নিরোধক এবং এর নিচের উপাদানে সঞ্চিত থাকে ("তাপীয় সোক") এবং মহাকাশযান উচ্চ-তাপমাত্রার উড্ডয়ন পর্যায় থেকে বেরিয়ে আসার পর তা অপসারণ করতে হয়। এই তাপের একটি অংশ পৃষ্ঠ দিয়ে পুনরায় বিকিরিত হয় অথবা সঞ্চালনের মাধ্যমে পৃষ্ঠ থেকে অপসারিত হয়, কিন্তু কিছু অংশ মহাকাশযানের কাঠামো ও অভ্যন্তরকে উত্তপ্ত করে, যার জন্য অবতরণের পর সক্রিয় শীতলীকরণের প্রয়োজন হতে পারে।

প্রচলিত স্পেস শাটল টিপিএস টাইল (LI-900)–এর তাপ সুরক্ষা বৈশিষ্ট্য অত্যন্ত উল্লেখযোগ্য। একটি LI-900 টাইলের এক পাশে ১,০০০ K তাপমাত্রা প্রয়োগ করা হলে অন্য পাশটি কেবল স্পর্শে উষ্ণ থাকে। তবে এগুলো তুলনামূলকভাবে ভঙ্গুর এবং সহজেই ভেঙে যায়, এবং উড্ডয়নের সময় বৃষ্টিপাত সহ্য করতে পারে না।https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19880011857/downloads/19880011857.pdf Damage testing on effect of Rain by Robert R. Meyer and Jack Barneburg
নিষ্ক্রিয়ভাবে শীতলীকৃত

কিছু প্রাথমিক ব্যালিস্টিক ক্ষেপণাস্ত্রের রি-এন্ট্রি ভেহিকল (যেমন Mk-2 এবং উপ-কক্ষীয় প্রজেক্ট মার্কারি মহাকাশযান)-এ বিকিরণ-শীতলীকৃত টিপিএস ব্যবহার করা হতো। এটি তাপীয় স্পন্দনের সময় প্রথমে তাপ প্রবাহ শোষণ করত এবং পরে তাপীয় স্পন্দন শেষ হলে সঞ্চিত তাপ পুনরায় বিকিরণ ও সঞ্চালনের মাধ্যমে বায়ুমণ্ডলে ফিরিয়ে দিত। তবে এই কৌশলের প্রাথমিক সংস্করণে উল্লেখযোগ্য পরিমাণ ধাতব টিপিএস (যেমন টাইটানিয়াম, বেরিলিয়াম, তামা ইত্যাদি) প্রয়োজন হতো। আধুনিক নকশাবিদেরা অতিরিক্ত ভর এড়ানোর জন্য অ্যাবলেটিভ ও তাপীয়-সোক টিপিএস ব্যবহার করতে বেশি আগ্রহী।

নিঃসরণ ক্ষমতা-নির্ভর তাপ সুরক্ষা ব্যবস্থা উচ্চ নিঃসরণ ক্ষমতাসম্পন্ন আবরণ (HEC) ব্যবহার করে বিকিরণজনিত শীতলীকরণ সহজতর করে, এবং এর নিচে থাকা ছিদ্রময় সিরামিক স্তর উচ্চ পৃষ্ঠ তাপমাত্রা থেকে কাঠামোকে সুরক্ষা দেয়। উচ্চ তাপ-স্থিতিশীল নিঃসরণ ক্ষমতা ও নিম্ন তাপ পরিবাহিতা—এই দুটি বৈশিষ্ট্যই এ ধরনের ব্যবস্থার কার্যকারিতার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

আধুনিক পুনঃপ্রবেশযানে বিকিরণ-শীতলীকৃত টিপিএস পাওয়া যায়, তবে ধাতুর পরিবর্তে সাধারণত রিইনফোর্সড কার্বন–কার্বন (RCC) ব্যবহৃত হয়। স্পেস শাটলের নাকের শঙ্কু ও ডানার অগ্রপ্রান্তে RCC ছিল টিপিএস উপাদান, এবং এটি X-33–এর অগ্রপ্রান্তের উপাদান হিসেবেও প্রস্তাবিত হয়েছিল। কার্বন বর্তমানে পরিচিত সর্বাধিক অগ্নিসহিষ্ণু উপাদান, যার গ্রাফাইট রূপের এক-বায়ুমণ্ডলীয় ঊর্ধ্বপাতন তাপমাত্রা । এই উচ্চ তাপমাত্রা কার্বনকে বিকিরণ-শীতলীকৃত টিপিএস উপাদান হিসেবে একটি স্বাভাবিক পছন্দে পরিণত করেছে। RCC–এর অসুবিধার মধ্যে রয়েছে—এটি বর্তমানে উৎপাদনে ব্যয়বহুল, ভারী, এবং আঘাত-প্রতিরোধ ক্ষমতা তুলনামূলকভাবে কম।

কিছু উচ্চ-গতির বিমান, যেমন এসআর-৭১ ব্ল্যাকবার্ড এবং কনকর্ড, মহাকাশযানের অনুরূপ তাপায়নের সম্মুখীন হয়, তবে তা অনেক কম তীব্রতায় এবং ঘণ্টার পর ঘণ্টা ধরে। এসআর-৭১–এর টাইটানিয়াম আবরণ নিয়ে গবেষণায় দেখা যায় যে বায়ুগতীয় তাপায়নের ফলে অ্যানিলিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ধাতব কাঠামো তার মূল দৃঢ়তা পুনরুদ্ধার করে। কনকর্ডের ক্ষেত্রে অ্যালুমিনিয়াম নাককে সর্বোচ্চ  কার্যকর তাপমাত্রা পর্যন্ত পৌঁছাতে অনুমতি দেওয়া হয়েছিল (যা সাধারণত হিমাঙ্কের নিচে থাকা পরিবেষ্টিত বায়ুর তুলনায় প্রায়  বেশি)। এর চেয়ে বেশি শীর্ষ তাপমাত্রার সাথে সংশ্লিষ্ট ধাতুবিদ্যাগত প্রভাব (যেমন টেম্পারিং–এর ক্ষতি) বিমানের সর্বোচ্চ গতিনির্ধারণে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সীমাবদ্ধতা ছিল।

পুনঃপ্রবেশযানের জন্য বিকিরণ-শীতলীকৃত টিপিএসকে প্রায়ই হট-মেটাল টিপিএস বলা হয়। স্পেস শাটলের প্রাথমিক টিপিএস নকশায় একটি নিকেল-ভিত্তিক সুপারঅ্যালয় (যাকে René 41 বলা হয়) এবং টাইটানিয়াম শিঙ্গল-ভিত্তিক হট-মেটাল টিপিএস প্রস্তাবিত হয়েছিল। তবে ধারণা করা হয়েছিল যে সিলিকা টাইল-ভিত্তিক টিপিএসের উন্নয়ন ও উৎপাদন ব্যয় কম হবে, তাই এই ধারণাটি বাতিল করা হয়। পরবর্তীতে ব্যর্থ X-33 একধাপ-থেকে-কক্ষপথ (SSTO) প্রোটোটাইপের জন্য আবারও নিকেল সুপারঅ্যালয় শিঙ্গল-ভিত্তিক টিপিএস প্রস্তাব করা হয়েছিল।

সম্প্রতি, RCC–এর তুলনায় সম্ভাব্যভাবে উন্নত নতুন বিকিরণ-শীতলীকৃত টিপিএস উপাদান উন্নয়ন করা হয়েছে। অতি-উচ্চ তাপমাত্রা সিরামিক ম্যাট্রিক্স যৌগ নামে পরিচিত এই উপাদানগুলো Slender Hypervelocity Aerothermodynamic Research Probe (SHARP) প্রোটোটাইপ যানটির জন্য তৈরি করা হয়েছিল। এই টিপিএস উপাদানগুলো জিরকোনিয়াম ডাইবোরাইড এবং হাফনিয়াম ডাইবোরাইড–এর ওপর ভিত্তি করে। SHARP টিপিএস সমুদ্রপৃষ্ঠে স্থায়ী ম্যাক ৭ গতি,  উচ্চতায় ম্যাক ১১ গতি এবং ধারাবাহিক হাইপারসনিক উড্ডয়নের জন্য নকশাকৃত যানগুলোর ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য কর্মক্ষমতা উন্নতির সম্ভাবনা দেখিয়েছে। SHARP টিপিএস উপাদান ধারালো অগ্রপ্রান্ত ও নাকের শঙ্কু ব্যবহারের সুযোগ দেয়, যা বায়ুশ্বাসী যৌগিক-চক্র চালিত স্পেসপ্লেন ও লিফটিং বডির ক্ষেত্রে ঘর্ষণ উল্লেখযোগ্যভাবে কমায়। SHARP উপাদান শূন্য থেকে –এর বেশি তাপমাত্রা পর্যন্ত কার্যকর টিপিএস বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করেছে, এবং এর গলনাঙ্ক –এরও বেশি। এগুলো কাঠামোগতভাবে RCC–এর তুলনায় অধিক দৃঢ়, ফলে Inconel–এর মতো উপাদান দিয়ে অতিরিক্ত কাঠামোগত শক্তিবৃদ্ধির প্রয়োজন হয় না। SHARP উপাদান শোষিত তাপ পুনরায় বিকিরণে অত্যন্ত দক্ষ, ফলে SHARP উপাদান ও প্রচলিত যান কাঠামোর মধ্যবর্তী অতিরিক্ত টিপিএসের প্রয়োজনীয়তা দূর হয়। ২০০১ সালে মন্টানা বিশ্ববিদ্যালয়–এর মাধ্যমে SHARP উপাদান পরীক্ষার জন্য নাসা একটি বহু-পর্যায়ের গবেষণা ও উন্নয়ন কর্মসূচিতে অর্থায়ন করেছিল (যা পরে বন্ধ করা হয়)।
সক্রিয়ভাবে শীতলীকৃত
বিভিন্ন উন্নত পুনর্ব্যবহারযোগ্য মহাকাশযান এবং হাইপারসনিক বিমানের নকশায় এমন তাপ ঢাল ব্যবহারের প্রস্তাব করা হয়েছে, যা তাপ-প্রতিরোধী ধাতব সংকর ধাতু দিয়ে তৈরি এবং যার ভেতর দিয়ে রেফ্রিজারেন্ট বা ক্রায়োজেনিক জ্বালানি সঞ্চালিত হয়।

১৯৮০–এর দশকের মাঝামাঝি সময়ে এক্স-৩০ ন্যাশনাল অ্যারোস্পেস প্লেন (NASP)-এর জন্য এমন একটি টিপিএস ধারণা প্রস্তাব করা হয়েছিল। NASP–কে একটি স্ক্র্যামজেটচালিত হাইপারসনিক বিমান হিসেবে পরিকল্পনা করা হয়েছিল, কিন্তু উন্নয়ন পর্যায়েই প্রকল্পটি ব্যর্থ হয়।

২০০৫ ও ২০১২ সালে জার্মানির শার্প এজ ফ্লাইট এক্সপেরিমেন্ট (SHEFEX) কর্মসূচির অংশ হিসেবে সক্রিয়ভাবে শীতলীকৃত বহিঃত্বকযুক্ত দুটি মানববিহীন লিফটিং বডি যান উৎক্ষেপণ করা হয়।

২০১৯ সালের শুরুর দিকে স্পেসএক্স তাদের স্টারশিপ মহাকাশযানের জন্য একটি সক্রিয়ভাবে শীতলীকৃত তাপ ঢাল উন্নয়ন করছিল, যেখানে তাপ সুরক্ষা ব্যবস্থার একটি অংশ হিসেবে পুনঃপ্রবেশকারী মহাকাশযানের জন্য ট্রান্সপিরেশন শীতলীকরণ-নির্ভর বহিঃত্বক নকশা ব্যবহারের পরিকল্পনা ছিল।Why Elon Musk Turned to Stainless Steel for SpaceX's Starship Mars Rocket , Mike Wall, space.com, 23 January 2019, accessed 23 March 2019.SpaceX CEO Elon Musk explains Starship's "transpiring" steel heat shield in Q&A , Eric Ralph, Teslarati News, 23 January 2019, accessed 23 March 2019 তবে ২০১৯ সালের পরবর্তী সময়ে স্পেসএক্স এই পদ্ধতি পরিত্যাগ করে এবং আধুনিক সংস্করণের তাপ ঢাল টাইল ব্যবহারের সিদ্ধান্ত নেয়।

২০২৩ সালের অক্টোবরে ঘোষিত এবং এখনো উড্ডয়ন না করা স্টোক স্পেস নোভা–এর দ্বিতীয় ধাপে তরল হাইড্রোজেন দ্বারা পুনর্জাগরণমূলকভাবে শীতলীকৃত তাপ ঢাল ব্যবহৃত হয়েছে।

১৯৬০–এর দশকের শুরুতে বিভিন্ন টিপিএস ব্যবস্থায় শক স্তরে পানি বা অন্য শীতল তরল ছিটিয়ে দেওয়া, অথবা তাপ ঢালের ভেতর চ্যানেলের মাধ্যমে তা প্রবাহিত করার প্রস্তাব করা হয়েছিল। এর সুবিধার মধ্যে ছিল সম্পূর্ণ ধাতব নকশা ব্যবহারের সম্ভাবনা, যা উন্নয়নে কম ব্যয়বহুল, অধিক মজবুত এবং শ্রেণিবদ্ধ বা অজানা প্রযুক্তির প্রয়োজনীয়তা দূর করতে পারত। অসুবিধার মধ্যে ছিল ওজন ও জটিলতা বৃদ্ধি এবং নির্ভরযোগ্যতা হ্রাস। এই ধারণাটি কখনো উড্ডয়নে ব্যবহার করা হয়নি, তবে অনুরূপ একটি প্রযুক্তি (প্লাগ নজল) ব্যাপক ভূমি-পরীক্ষার মধ্য দিয়ে গিয়েছিল।
প্রপাসলসিভ এন্ট্রি (Propulsive entry)

জ্বালানির প্রাপ্যতা সাপেক্ষে, বায়ুমণ্ডলে প্রবেশের সময় কোনো মহাকাশযানকে বিপরীতমুখী ইঞ্জিন দহন (retrograde engine burn) করতে বাধা দেওয়ার কিছু নেই। এর ফলে দ্বিমুখী সুবিধা পাওয়া যায়—এটি শুধুমাত্র বায়ুমণ্ডলীয় ড্র্যাগ বা ঘর্ষণের তুলনায় মহাকাশযানকে অনেক দ্রুত ধীরগতি সম্পন্ন করে এবং একইসঙ্গে সংকুচিত উত্তপ্ত বাতাসকে যানের মূল কাঠামো থেকে দূরে সরিয়ে দেয়। বায়ুমণ্ডলে পুনরায় প্রবেশের সময়, স্পেসএক্স (SpaceX)-এর ফ্যালকন ৯-এর প্রথম স্তরটি একটি 'এন্ট্রি বার্ন' সম্পন্ন করে, যাতে এটি এর প্রাথমিক হাইপারসনিক গতি থেকে দ্রুত গতি কমিয়ে আনতে পারে।
উচ্চ-ড্র্যাগ উপকক্ষপথীয় পুনঃপ্রবেশ
২০০৪ সালে, বিমান নকশাবিদ বার্ট রুটান পুনঃপ্রবেশের জন্য আকার-পরিবর্তনশীল এয়ারফয়েলের কার্যকারিতা উপকক্ষপথীয় স্পেসশিপওয়ান-এর মাধ্যমে প্রদর্শন করেন। এই যানে ডানাগুলি উপরের দিকে ঘুরে ফেদার্ড কনফিগারেশন-এ যায়, যা একটি শাটলকক প্রভাব সৃষ্টি করে। ফলে স্পেসশিপওয়ান পুনঃপ্রবেশের সময় অনেক বেশি বায়ুগতীয় ড্র্যাগ অর্জন করে, অথচ উল্লেখযোগ্য তাপীয় চাপের সম্মুখীন হয় না।

এই বিন্যাস ড্র্যাগ বৃদ্ধি করে, কারণ যানটি তখন কম সুষমরেখাযুক্ত থাকে এবং ফলে নিম্ন উচ্চতার পরিবর্তে উচ্চতর স্তরে আরও বেশি বায়ুমণ্ডলীয় গ্যাস কণিকা মহাকাশযানের সঙ্গে সংঘর্ষ করে। এর ফলে বিমানটি বায়ুমণ্ডলের উচ্চ স্তরেই অধিক হারে ধীরগতি লাভ করে, যা কার্যকর পুনঃপ্রবেশের মূল চাবিকাঠি। দ্বিতীয়ত, এই অবস্থায় বিমানটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে নিজেকে উচ্চ ড্র্যাগ অবস্থানে অভিমুখী করে।

তবে পুনঃপ্রবেশের পূর্বে স্পেসশিপওয়ান যে বেগ অর্জন করে তা কক্ষপথীয় মহাকাশযানের তুলনায় অনেক কম, এবং রুটানসহ প্রকৌশলীরা স্বীকার করেন যে ফেদার্ড পুনঃপ্রবেশ কৌশল কক্ষপথ থেকে প্রত্যাবর্তনের জন্য উপযুক্ত নয়।

৪ মে ২০১১ তারিখে, স্পেসশিপটু-এ ফেদারিং প্রক্রিয়ার প্রথম পরীক্ষা সম্পন্ন হয় হোয়াইট নাইট টু থেকে বিচ্ছিন্ন হওয়ার পর একটি গ্লাইডফ্লাইট চলাকালে। ফেদারিং সিস্টেমের অকাল সক্রিয়করণ ২০১৪ সালের VSS Enterprise দুর্ঘটনা-র জন্য দায়ী ছিল, যেখানে বিমানটি ভেঙে যায় এবং সহ-পাইলট নিহত হন।

ফেদার্ড পুনঃপ্রবেশ প্রথম বর্ণনা করেন ডিন চ্যাপম্যান ন্যাশনাল অ্যাডভাইজরি কমিটি ফর অ্যারোনটিক্স-এর পক্ষ থেকে ১৯৫৮ সালে। তাঁর প্রতিবেদনের Composite Entry অংশে, চ্যাপম্যান উচ্চ-ড্র্যাগ যন্ত্র ব্যবহার করে সমস্যার একটি সমাধান বর্ণনা করেন:

 স্ফীতযোগ্য তাপঢাল প্রবেশ

বায়ুমণ্ডলীয় পুনঃপ্রবেশের সময় গতিহ্রাস, বিশেষত অধিক-বেগসম্পন্ন মঙ্গল-প্রত্যাবর্তন মিশনের ক্ষেত্রে, “প্রবেশ ব্যবস্থার ড্র্যাগ ক্ষেত্রফল সর্বাধিক করা”-র মাধ্যমে উপকৃত হয়। অ্যারোশেলের ব্যাস যত বড় হবে, বহনযোগ্য পে-লোড তত বড় হতে পারে। নিম্ন-ভর নকশার মাধ্যমে ড্র্যাগ ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি করার একটি বিকল্প উপায় হলো স্ফীতযোগ্য অ্যারোশেল।

রাশিয়া

এ ধরনের একটি স্ফীতযোগ্য তাপঢাল/অ্যারোব্রেক মার্স ৯৬ মিশনের পেনিট্রেটরগুলোর জন্য নকশা করা হয়েছিল। উৎক্ষেপণযানের ত্রুটির কারণে মিশনটি ব্যর্থ হওয়ায়, এনপিও লাভোচকিন এবং ডিএএসএ/ইএসএ পৃথিবীর কক্ষপথের জন্য একটি মিশন নকশা করে। ইনফ্ল্যাটেবল রিএন্ট্রি অ্যান্ড ডিসেন্ট টেকনোলজি (IRDT) প্রদর্শক ৮ ফেব্রুয়ারি ২০০০ তারিখে সয়ুজ-ফ্রেগাটে উৎক্ষেপণ করা হয়। স্ফীতযোগ্য ঢালটি দুই-ধাপ স্ফীতি-ব্যবস্থাসহ একটি শঙ্কু আকৃতিতে নকশা করা হয়েছিল। যদিও ঢালের দ্বিতীয় ধাপটি স্ফীত হতে ব্যর্থ হয়, প্রদর্শকটি কক্ষপথীয় পুনঃপ্রবেশ থেকে বেঁচে যায় এবং পুনরুদ্ধার করা হয়।Inflatable Reentry and Descent Technology (IRDT)  Factsheet, ESA, September, 2005 পরবর্তী মিশনগুলো, যা ভলনা রকেটে পরিচালিত হয়েছিল, উৎক্ষেপণযানের ত্রুটির কারণে ব্যর্থ হয়।
নাসা IRVE 
নাসা ১৭ আগস্ট ২০০৯ তারিখে ইনফ্ল্যাটেবল রি-এন্ট্রি ভেহিকল এক্সপেরিমেন্ট (IRVE)-এর প্রথম সফল পরীক্ষামূলক উড্ডয়নের মাধ্যমে একটি স্ফীতযোগ্য তাপঢাল পরীক্ষামূলক মহাকাশযান উৎক্ষেপণ করে। তাপঢালটি  ব্যাসের পে-লোড শ্রাউডে ভ্যাকুয়াম-প্যাক করা হয়েছিল এবং ব্ল্যাক ব্রান্ট ৯ সাউন্ডিং রকেট ব্যবহার করে ভার্জিনিয়ার ওয়ালপস দ্বীপে অবস্থিত নাসার ওয়ালপস ফ্লাইট ফ্যাসিলিটি থেকে উৎক্ষেপণ করা হয়। উৎক্ষেপণের কয়েক মিনিট পর মহাকাশে নাইট্রোজেন গ্যাস  ব্যাসের তাপঢালটিকে স্ফীত করে মাশরুম-আকৃতিতে রূপ দেয়। তাপঢালটি সিলিকন-প্রলেপযুক্ত [কেভলার] তন্তুর একাধিক স্তর দিয়ে তৈরি ছিল। রকেটের অপোজি ছিল , সেখান থেকে এটি অতিস্বনক বেগে অবতরণ শুরু করে। এক মিনিটেরও কম সময়ের মধ্যে ঢালটি তার আবরণ থেকে মুক্ত হয়ে  উচ্চতায় স্ফীত হয়। ঢালটির স্ফীতি সম্পূর্ণ হতে ৯০ সেকেন্ডেরও কম সময় লেগেছিল।NASA Launches New Technology: An Inflatable Heat Shield , নাসা Mission News, 2009-08-17, accessed 2011-01-02.
 নাসা HIAD 
প্রাথমিক IRVE পরীক্ষাগুলোর সাফল্যের পর, নাসা এই ধারণাটিকে আরও উচ্চাকাঙ্ক্ষী হাইপারসনিক ইনফ্ল্যাটেবল অ্যারোডাইনামিক ডিসেলারেটর (HIAD)-এ উন্নীত করে। বর্তমান নকশাটি অগভীর শঙ্কু-আকৃতির, যেখানে কাঠামোটি ক্রমবর্ধমান প্রধান ব্যাসবিশিষ্ট বৃত্তাকার স্ফীত নলগুলোর স্তূপ হিসেবে নির্মিত। শঙ্কুর সম্মুখ (উত্তল) পৃষ্ঠটি একটি নমনীয় তাপ সুরক্ষা ব্যবস্থায় আবৃত, যা বায়ুমণ্ডলীয় প্রবেশ (বা পুনঃপ্রবেশ)-এর চাপ সহ্য করার মতো যথেষ্ট দৃঢ়।

২০১২ সালে, একটি HIAD-কে উপকক্ষপথীয় সাউন্ডিং রকেট ব্যবহার করে ইনফ্ল্যাটেবল রিএন্ট্রি ভেহিকল এক্সপেরিমেন্ট ৩ (IRVE-3) হিসেবে পরীক্ষা করা হয় এবং এটি সফলভাবে কাজ করে।

আরও দেখুন লো-ডেনসিটি সুপারসনিক ডিসেলারেটর, যা ২০১৪ এবং ২০১৫ সালে ৬ মিটার ব্যাসবিশিষ্ট SIAD-R-এর পরীক্ষা পরিচালনা করা একটি নাসা প্রকল্প।
 LOFTID 
 ব্যাসের একটি স্ফীতযোগ্য পুনঃপ্রবেশ যান, লো-আর্থ অরবিট ফ্লাইট টেস্ট অব অ্যান ইনফ্ল্যাটেবল ডিসেলারেটর (LOFTID), ২০২২ সালের নভেম্বর মাসে উৎক্ষেপণ করা হয়। এটি কক্ষপথে স্ফীত হয়, ম্যাক ২৫-এর চেয়েও বেশি বেগে পুনঃপ্রবেশ করে এবং ১০ নভেম্বর সফলভাবে পুনরুদ্ধার করা হয়।
প্রবেশ যান নকশা বিবেচনা

বায়ুমণ্ডলীয় প্রবেশের জন্য একটি যান নকশা করার সময় চারটি গুরুত্বপূর্ণ পরামিতি বিবেচনা করা হয়:

 সর্বোচ্চ তাপ প্রবাহ
 তাপ লোড
 সর্বোচ্চ মন্দন
 সর্বোচ্চ গতিশীল চাপ

সর্বোচ্চ তাপ প্রবাহ এবং গতিশীল চাপ TPS উপাদান নির্বাচন নির্ধারণ করে। তাপ লোড TPS উপাদান স্তরের পুরুত্ব নির্ধারণ করে। মানববাহী মিশনের ক্ষেত্রে সর্বোচ্চ মন্দন অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। নিম্ন পৃথিবী কক্ষপথ (LEO) অথবা চন্দ্র প্রত্যাবর্তন থেকে পৃথিবীতে ফেরার ক্ষেত্রে মানববাহী মিশনের জন্য সর্বোচ্চ সীমা 10g। দীর্ঘ সময় শূন্য মাধ্যাকর্ষণে অবস্থানের পর মঙ্গল গ্রহের বায়ুমণ্ডলীয় প্রবেশের ক্ষেত্রে এই সর্বোচ্চ সীমা 4g। যদি স্পলেশন সমস্যা হয়ে থাকে, তবে সর্বোচ্চ গতিশীল চাপ বহিঃস্থ TPS উপাদান নির্বাচনে প্রভাব ফেলতে পারে। পুনঃপ্রবেশ যানের নকশা পরামিতি সংখ্যাতাত্ত্বিক সিমুলেশনের মাধ্যমে মূল্যায়ন করা যেতে পারে, যার মধ্যে যানের গতিবিদ্যার সরলীকরণ যেমন সমতল পুনঃপ্রবেশ সমীকরণ এবং তাপ প্রবাহ সহসম্পর্ক অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।সংরক্ষণশীল নকশা নীতির ভিত্তিতে প্রকৌশলী সাধারণত দুটি নিকৃষ্টতম গতিপথ বিবেচনা করেন: আন্ডারশুট এবং ওভারশুট গতিপথ। ওভারশুট গতিপথ সাধারণত বায়ুমণ্ডলীয় স্কিপ-অফ-এর পূর্বে অনুমোদিত সর্বনিম্ন প্রবেশ বেগ কোণ দ্বারা সংজ্ঞায়িত হয়। ওভারশুট গতিপথে তাপ লোড সর্বাধিক হয় এবং এটি TPS-এর পুরুত্ব নির্ধারণ করে। আন্ডারশুট গতিপথ অনুমোদিত সর্বাধিক খাড়া গতিপথ দ্বারা সংজ্ঞায়িত হয়। মানববাহী মিশনের ক্ষেত্রে সর্বাধিক খাড়া প্রবেশ কোণ সর্বোচ্চ মন্দন দ্বারা সীমাবদ্ধ থাকে। আন্ডারশুট গতিপথে সর্বোচ্চ তাপ প্রবাহ এবং গতিশীল চাপও সর্বাধিক হয়। ফলস্বরূপ, TPS উপাদান নির্বাচনের ভিত্তি হিসেবে আন্ডারশুট গতিপথ ব্যবহৃত হয়। TPS-এর জন্য “একটি উপাদান সবার জন্য উপযুক্ত” এমন কোনো সমাধান নেই। উচ্চ তাপ প্রবাহের জন্য আদর্শ TPS উপাদান দীর্ঘমেয়াদি তাপ লোডের ক্ষেত্রে অতিরিক্ত পরিবাহী (অতিরিক্ত ঘন) হতে পারে। নিম্ন-ঘনত্বের TPS উপাদানের গতিশীল চাপ অত্যধিক হলে স্পলেশন প্রতিরোধের জন্য প্রয়োজনীয় প্রসারণ শক্তি নাও থাকতে পারে। কোনো TPS উপাদান নির্দিষ্ট সর্বোচ্চ তাপ প্রবাহে ভালো কাজ করতে পারে, কিন্তু প্রাচীরচাপ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেলে একই তাপ প্রবাহে তা বিপর্যয়করভাবে ব্যর্থ হতে পারে (এটি NASA-এর R-4 পরীক্ষামূলক মহাকাশযানের ক্ষেত্রে ঘটেছিল)। পুরোনো TPS উপাদানসমূহ সাধারণত আধুনিক উপাদানের তুলনায় প্রস্তুতিতে বেশি শ্রমনির্ভর এবং ব্যয়বহুল। তবে আধুনিক TPS উপাদানগুলোর ক্ষেত্রে প্রায়ই পুরোনো উপাদানের মতো উড্ডয়ন ইতিহাস নেই (যা ঝুঁকি-সংকোচনপ্রবণ নকশাবিদের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ বিবেচ্য বিষয়)।

Allen এবং Eggers-এর আবিষ্কার অনুসারে, সর্বাধিক অ্যারোশেল ভোঁতা (সর্বাধিক টান) সর্বনিম্ন TPS ভর প্রদান করে। সর্বাধিক ভোঁতা (সর্বনিম্ন ব্যালিস্টিক সহগ) সর্বাধিক উচ্চতায় সর্বনিম্ন চূড়ান্ত বেগ প্রদান করে (মঙ্গল EDL-এর জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, তবে সামরিক RV-এর ক্ষেত্রে ক্ষতিকর)। তবে বায়ুগতীয় স্থিতিশীলতার বিবেচনায় ভোঁতার একটি ঊর্ধ্বসীমা রয়েছে, যা শক তরঙ্গ বিচ্ছিন্নতা-এর উপর ভিত্তি করে নির্ধারিত। শঙ্কুর অর্ধ-কোণ যদি একটি সংকটমূল্যের নিচে থাকে, তবে শক তরঙ্গ একটি তীক্ষ্ণ শঙ্কুর অগ্রভাগে সংযুক্ত থাকে। এই সংকট অর্ধ-কোণ নিখুঁত গ্যাস তত্ত্ব ব্যবহার করে নির্ণয় করা যেতে পারে (এই নির্দিষ্ট বায়ুগতীয় অস্থিতিশীলতা অতিধ্বনিক বেগের নিচে ঘটে)। নাইট্রোজেন বায়ুমণ্ডল (পৃথিবী বা টাইটান)-এর ক্ষেত্রে সর্বাধিক অনুমোদিত অর্ধ-কোণ প্রায় 60°। কার্বন ডাই-অক্সাইড বায়ুমণ্ডল (মঙ্গল বা শুক্র)-এর ক্ষেত্রে সর্বাধিক অনুমোদিত অর্ধ-কোণ প্রায় 70°। শক তরঙ্গ বিচ্ছিন্ন হওয়ার পর, একটি প্রবেশ যানকে অগ্রভাগের স্থবিরতা বিন্দুর (অধঃধ্বনিক ক্যাপ) চারপাশে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি শকস্তর গ্যাস বহন করতে হয়। ফলস্বরূপ, বায়ুগতীয় কেন্দ্র উজানের দিকে সরে যায় এবং বায়ুগতীয় অস্থিতিশীলতা সৃষ্টি করে। টাইটানে প্রবেশের জন্য পরিকল্পিত একটি অ্যারোশেল নকশা (নাইট্রোজেন বায়ুমণ্ডলে হাইগেন্স প্রোব) মঙ্গল প্রবেশের ক্ষেত্রে (কার্বন ডাই-অক্সাইড বায়ুমণ্ডলে বিগল ২) পুনঃপ্রয়োগ করা সঠিক নয়। পরিত্যক্ত হওয়ার পূর্বে, সোভিয়েত মঙ্গল অবতরণ কর্মসূচি তিনটি প্রবেশ প্রচেষ্টার মধ্যে দ্বিতীয় প্রচেষ্টায় একটি সফল অবতরণ অর্জন করেছিল (মার্স ৩); অন্য দুটি ছিল মার্স ২ এবং মার্স ৬। সোভিয়েত মঙ্গল অবতরণযানগুলো 60° অর্ধ-কোণ অ্যারোশেল নকশার উপর ভিত্তি করে নির্মিত ছিল।

45° অর্ধ-কোণ বিশিষ্ট স্ফিয়ার-শঙ্কু সাধারণত বায়ুমণ্ডলীয় প্রোবের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয় (পৃষ্ঠ অবতরণের উদ্দেশ্য না থাকলেও), যদিও TPS ভর সর্বনিম্ন হয় না। 45° অর্ধ-কোণের যুক্তি হলো প্রবেশ থেকে আঘাত পর্যন্ত বায়ুগতীয় স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করা (তাপ ঢাল বিচ্ছিন্ন করা হয় না) অথবা সংক্ষিপ্ত ও তীব্র তাপ স্পন্দনের পর দ্রুত তাপ ঢাল বিচ্ছিন্ন করা। DS/2 মঙ্গল ইমপ্যাক্টর এবং পাইওনিয়ার শুক্র প্রোবগুলোর ক্ষেত্রে 45° স্ফিয়ার-শঙ্কু নকশা ব্যবহৃত হয়েছিল।
বায়ুমণ্ডলীয় প্রবেশ দুর্ঘটনা

সব বায়ুমণ্ডলীয় পুনঃপ্রবেশ সম্পূর্ণ সফল হয়নি:

ভসখোদ ২ – সার্ভিস মডিউল কিছু সময়ের জন্য বিচ্ছিন্ন হতে ব্যর্থ হয়েছিল, তবে ক্রুরা বেঁচে যান।
সয়ুজ ৫ – সার্ভিস মডিউল বিচ্ছিন্ন হতে ব্যর্থ হয়েছিল, তবে ক্রুরা বেঁচে যান।
অ্যাপোলো ১৫ – সমুদ্র অবতরণের সময় তিনটি রিংসেইল প্যারাসুটের একটি বিকল হয়ে যায়, সম্ভবত মহাকাশযান অতিরিক্ত নিয়ন্ত্রণ জ্বালানি নির্গমন করার সময় ক্ষতিগ্রস্ত হয়েছিল। মহাকাশযানটি কেবল দুটি প্যারাসুট দিয়েও নিরাপদে অবতরণের জন্য নকশাকৃত ছিল, এবং ক্রুরা আহত হননি।
মার্স পোলার ল্যান্ডার – EDL চলাকালে ব্যর্থ হয়। ধারণা করা হয়, ব্যর্থতাটি একটি সফটওয়্যার ত্রুটির ফল। তাৎক্ষণিক টেলিমেট্রি-র অভাবে সুনির্দিষ্ট কারণ অজানা।
স্পেস শাটল কলম্বিয়া এসটিএস-১ – উৎক্ষেপণজনিত ক্ষতি, বেরিয়ে থাকা গ্যাপ ফিলার এবং টাইল স্থাপনের ত্রুটির সম্মিলিত প্রভাবে অরবিটারে গুরুতর ক্ষতি হয়েছিল, যার কেবল আংশিক বিষয়েই ক্রুরা অবগত ছিলেন। পুনঃপ্রবেশের আগে ক্ষতির পরিমাণ জানা থাকলে তারা শাটলকে নিরাপদ উচ্চতায় নিয়ে গিয়ে বেরিয়ে আসতে পারতেন। তবুও পুনঃপ্রবেশ সফল হয় এবং অরবিটার স্বাভাবিকভাবে অবতরণ করে।
স্পেস শাটল আটলান্টিস এসটিএস-২৭ – উৎক্ষেপণের সময় ডানদিকের সলিড রকেট বুস্টার-এর নোজ ক্যাপ থেকে নিরোধক উপাদান অরবিটারে আঘাত করে, যার ফলে উল্লেখযোগ্য টাইল ক্ষতি হয়। একটি টাইল সম্পূর্ণরূপে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়, যা একটি TACAN অ্যান্টেনার অ্যালুমিনিয়াম মাউন্টিং প্লেটের উপর ছিল। অ্যান্টেনাটি চরম তাপ ক্ষতির সম্মুখীন হলেও, এটি উত্তপ্ত গ্যাসকে যানটির দেহে প্রবেশ করতে বাধা দেয়।
জেনেসিস – একটি G-সুইচ উল্টোভাবে স্থাপিত থাকার কারণে প্যারাসুট খুলতে ব্যর্থ হয় (একই ধরনের ত্রুটি গ্যালিলিও প্রোব-এর প্যারাসুট খোলায় বিলম্ব ঘটিয়েছিল)। ফলে জেনেসিস প্রবেশ যান মরুভূমির মাটিতে আছড়ে পড়ে। পে-লোড ক্ষতিগ্রস্ত হলেও অধিকাংশ বৈজ্ঞানিক তথ্য পুনরুদ্ধারযোগ্য ছিল।
সয়ুজ টিএমএ-১১ – সয়ুজ প্রপালশন মডিউল সঠিকভাবে বিচ্ছিন্ন হতে ব্যর্থ হয়; বিকল্প ব্যালিস্টিক পুনঃপ্রবেশ সম্পাদিত হয়, যা ক্রুদের প্রায়  ত্বরণে উপনীত করে। ক্রুরা বেঁচে যান।
স্টারশিপ IFT-3 – স্পেসএক্স স্টারশিপের তৃতীয় সমন্বিত পরীক্ষামূলক উড্ডয়নের সমাপ্তি ভারত মহাসাগর-এ একটি কঠোর স্প্ল্যাশডাউনের মাধ্যমে হওয়ার কথা ছিল। তবে উৎক্ষেপণের প্রায় ৪৮.৫ মিনিট পরে, ৬৫ কিমি উচ্চতায় মহাকাশযানের সঙ্গে যোগাযোগ বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়, যা ইঙ্গিত দেয় যে এটি পুনঃপ্রবেশের সময় দগ্ধ হয়ে ভেঙে যায়। যানটির ভেন্ট বন্ধ হয়ে যাওয়ার ফলে অতিরিক্ত রোলিং সৃষ্টি হওয়াই এর কারণ ছিল।
স্টারশিপ IFT-9 – IFT-9 অস্ট্রেলিয়ার পশ্চিম উপকূলের কাছে একটি কোমল স্প্ল্যাশডাউনের মাধ্যমে শেষ হওয়ার কথা ছিল, কিন্তু দ্বিতীয় ইঞ্জিন বন্ধ হওয়ার পর পে-লোড অংশে একটি উপাদানের বিস্ফোরণের ফলে উচ্চ চাপ ও অতিরিক্ত ভেন্টিং সৃষ্টি হয়। এর ফলে পে-লোড মোতায়েন পরীক্ষা এবং মহাকাশে পুনরায় প্রজ্বলন বাতিল হয় এবং স্টারশিপ অস্বাভাবিক ভঙ্গিতে প্রবেশ করে, যার পরিণতিতে উৎক্ষেপণের প্রায় T+46:48 সময়ে পুনঃপ্রবেশের সময় ভেঙে যায়।

কিছু পুনঃপ্রবেশ গুরুতর বিপর্যয়ের কারণ হয়েছে:

সয়ুজ ১ – কক্ষপথে থাকা অবস্থায় অভিমুখ নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা ব্যর্থ হয় এবং পরে জরুরি অবতরণ ক্রম (প্রবেশ, অবতরণ ও অবতরণ (EDL)) চলাকালে প্যারাসুট জড়িয়ে যায়। একমাত্র কসমোনট ভ্লাদিমির মিখাইলোভিচ কোমারভ নিহত হন।
সয়ুজ ১১ – ত্রি-মডিউল বিচ্ছেদের সময় একটি ভালভ সিল আঘাতে খুলে যায়, ফলে অবতরণ মডিউল চাপশূন্য হয়ে পড়ে; তিন সদস্যের ক্রু পুনঃপ্রবেশের কয়েক মিনিট আগে মহাশূন্যে শ্বাসরোধে মারা যান।
স্পেস শাটল কলম্বিয়া এসটিএস-১০৭ – উৎক্ষেপণের সময় ধ্বংসাবশেষের আঘাতে ডানার অগ্রভাগের একটি রিইনফোর্সড কার্বন–কার্বন প্যানেল ক্ষতিগ্রস্ত হয়, যার ফলে পুনঃপ্রবেশের সময় অরবিটার ভেঙে পড়ে এবং সাতজন ক্রু সদস্যই নিহত হন।
অনিয়ন্ত্রিত ও অরক্ষিত প্রবেশ

পুনঃপ্রবেশকারী উপগ্রহগুলোর ক্ষেত্রে, বস্তুটির মোট ভরের প্রায় ১০–৪০% পৃথিবীর পৃষ্ঠে পৌঁছাতে পারে। গড় হিসাবে,  প্রতিদিন প্রায় একটি তালিকাভুক্ত বস্তু পুনঃপ্রবেশ করত।

পৃথিবীর পৃষ্ঠের অধিকাংশই জল দ্বারা আচ্ছাদিত হওয়ায়, পুনঃপ্রবেশে টিকে থাকা অধিকাংশ বস্তু বিশ্বের কোনো না কোনো মহাসাগরে পতিত হয়। আনুমানিকভাবে, কোনো নির্দিষ্ট ব্যক্তির জীবদ্দশায় এমন ধ্বংসাবশেষে আঘাতপ্রাপ্ত ও আহত হওয়ার সম্ভাবনা প্রায় এক ট্রিলিয়নে এক।

১৯৭৮ সালের ২৪ জানুয়ারি, সোভিয়েত কসমস ৯৫৪ () পুনঃপ্রবেশ করে গ্রেট স্লেভ লেক-এর নিকটে নর্থওয়েস্ট টেরিটরিজ-এ, কানাডা-য় বিধ্বস্ত হয়। উপগ্রহটি পারমাণবিক শক্তিচালিত ছিল এবং এর আঘাতস্থলের কাছে তেজস্ক্রিয় ধ্বংসাবশেষ রেখে যায়।

১৯৭৯ সালের ১১ জুলাই, মার্কিন স্কাইল্যাব মহাকাশ স্টেশন () পুনঃপ্রবেশ করে এবং অস্ট্রেলিয়ার আউটব্যাক অঞ্চলে ধ্বংসাবশেষ ছড়িয়ে পড়ে। কসমস ৯৫৪ ঘটনার কারণে পুনঃপ্রবেশটি ব্যাপক গণমাধ্যম মনোযোগ পায়, তবে এটিকে ততটা সম্ভাব্য বিপর্যয় হিসেবে দেখা হয়নি, কারণ এতে বিষাক্ত পারমাণবিক বা হাইড্রাজিন জ্বালানি ছিল না। নাসা মূলত একটি স্পেস শাটল মিশনের মাধ্যমে এর আয়ু বাড়ানো বা নিয়ন্ত্রিত পুনঃপ্রবেশ নিশ্চিত করার আশা করেছিল, কিন্তু শাটল কর্মসূচির বিলম্ব এবং অপ্রত্যাশিতভাবে উচ্চ সৌর ক্রিয়াকলাপের কারণে তা সম্ভব হয়নি।

১৯৯১ সালের ৭ ফেব্রুয়ারি, সোভিয়েত স্যাল্যুট ৭ মহাকাশ স্টেশন (), সংযুক্ত কসমস ১৬৮৬ মডিউলসহ (), পুনঃপ্রবেশ করে এবং কাপিতান বারমুদেজ, আর্জেন্টিনা শহরের উপর ধ্বংসাবশেষ ছড়িয়ে পড়ে।"Salyut 7, Soviet Station in Space, Falls to Earth After 9-Year Orbit"  New York Times ১৯৮৬ সালের আগস্টে এটিকে উচ্চতর কক্ষপথে উন্নীত করা হয়েছিল ১৯৯৪ সাল পর্যন্ত ধরে রাখার উদ্দেশ্যে, কিন্তু স্কাইল্যাবের অনুরূপ পরিস্থিতিতে পরিকল্পিত বুরান শাটল বাতিল হয়ে যায় এবং উচ্চ সৌর ক্রিয়াকলাপের ফলে এটি প্রত্যাশার চেয়ে আগেই নেমে আসে।

২০১১ সালের ৭ সেপ্টেম্বর, নাসা আপার অ্যাটমোস্ফিয়ার রিসার্চ স্যাটেলাইট ()-এর আসন্ন অনিয়ন্ত্রিত পুনঃপ্রবেশের ঘোষণা দেয় এবং উল্লেখ করে যে জনসাধারণের জন্য সামান্য ঝুঁকি রয়েছে। অবসরপ্রাপ্ত উপগ্রহটি ২০১১ সালের ২৪ সেপ্টেম্বর বায়ুমণ্ডলে পুনঃপ্রবেশ করে এবং ধারণা করা হয় যে এর কিছু অংশ দক্ষিণ প্রশান্ত মহাসাগর-এ প্রায়  দীর্ঘ একটি ধ্বংসাবশেষ ক্ষেত্র জুড়ে পতিত হয়।

২০১৮ সালের ১ এপ্রিল, চীনের তিয়ানগং-১ মহাকাশ স্টেশন () অস্ট্রেলিয়া ও দক্ষিণ আমেরিকার মাঝামাঝি প্রশান্ত মহাসাগরের উপর পুনঃপ্রবেশ করে। চায়না ম্যানড স্পেস ইঞ্জিনিয়ারিং অফিস পুনঃপ্রবেশ নিয়ন্ত্রণের ইচ্ছা পোষণ করেছিল, কিন্তু ২০১৭ সালের মার্চে টেলিমেট্রি ও নিয়ন্ত্রণ হারায়।

২০২০ সালের ১১ মে, চীনা লং মার্চ ৫বি-এর (COSPAR আইডি ২০২০-০২৭সি) প্রায়  ওজনের কেন্দ্রীয় ধাপ পশ্চিম আফ্রিকার উপকূলের নিকটে আটলান্টিক মহাসাগরের উপর অনিয়ন্ত্রিতভাবে পুনঃপ্রবেশ করে। প্রতিবেদনে বলা হয়, রকেটের কিছু ধ্বংসাবশেষ পুনঃপ্রবেশে টিকে থেকে অন্তত দুটি গ্রামে, আইভরি কোস্ট-এ পতিত হয়।

২০২১ সালের ৮ মে, চীনা লং মার্চ ৫বি-এর (COSPAR আইডি ২০২১-০০৩৫বি)  ওজনের কেন্দ্রীয় ধাপ মালদ্বীপের ঠিক পশ্চিমে ভারত মহাসাগরের উপর (প্রায় ৭২.৪৭° পূর্ব দ্রাঘিমাংশ ও ২.৬৫° উত্তর অক্ষাংশে) অনিয়ন্ত্রিতভাবে পুনঃপ্রবেশ করে। প্রত্যক্ষদর্শীরা আরব উপদ্বীপ পর্যন্ত রকেট ধ্বংসাবশেষ দেখার কথা জানান।
ডি-অরবিট নিষ্পত্তি
স্যাল্যুট ১, বিশ্বের প্রথম মহাকাশ স্টেশন, ১৯৭১ সালে সয়ুজ ১১ দুর্ঘটনার পর ইচ্ছাকৃতভাবে প্রশান্ত মহাসাগরে ডি-অরবিট করা হয়। এর উত্তরসূরি স্যাল্যুট ৬-কেও নিয়ন্ত্রিত পদ্ধতিতে ডি-অরবিট করা হয়।

২০০০ সালের ৪ জুন, কম্পটন গামা রে অবজারভেটরি-এর একটি জাইরোস্কোপ বিকল হওয়ার পর সেটিকে ইচ্ছাকৃতভাবে ডি-অরবিট করা হয়। যে ধ্বংসাবশেষ পুড়ে যায়নি, তা ক্ষতিহীনভাবে প্রশান্ত মহাসাগরে পতিত হয়। অবজারভেটরিটি তখনও কার্যকর ছিল, কিন্তু আরেকটি জাইরোস্কোপ বিকল হলে ডি-অরবিট করা অনেক বেশি কঠিন ও বিপজ্জনক হয়ে উঠত। কিছু বিতর্ক সত্ত্বেও, জননিরাপত্তার স্বার্থে নাসা সিদ্ধান্ত নেয় যে নিয়ন্ত্রিতভাবে বিধ্বস্ত করাই এলোমেলোভাবে পতনের চেয়ে উত্তম।

২০০১ সালে, রাশিয়ার মির'' মহাকাশ স্টেশনকে ইচ্ছাকৃতভাবে ডি-অরবিট করা হয় এবং বায়ুমণ্ডলীয় পুনঃপ্রবেশের সময় কমান্ড কেন্দ্রের প্রত্যাশা অনুযায়ী এটি ভেঙে যায়। মির ২০০১ সালের ২৩ মার্চ নাদি, ফিজি-এর নিকটে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে প্রবেশ করে এবং দক্ষিণ প্রশান্ত মহাসাগরে পতিত হয়।

২০০৮ সালের ২১ ফেব্রুয়ারি, বিকল মার্কিন গুপ্তচর উপগ্রহ ইউএসএ-১৯৩-কে প্রায়  উচ্চতায় একটি এসএম-৩ ক্ষেপণাস্ত্র দ্বারা আঘাত করা হয়, যা মার্কিন নৌবাহিনীর ক্রুজার  থেকে হাওয়াই উপকূলের নিকটে নিক্ষেপ করা হয়। উপগ্রহটি ২০০৬ সালে উৎক্ষেপণের পর নির্ধারিত কক্ষপথে পৌঁছাতে ব্যর্থ হয়ে অকার্যকর হয়ে পড়েছিল। দ্রুত অবনমিত কক্ষপথের কারণে এটি এক মাসের মধ্যে অনিয়ন্ত্রিতভাবে পুনঃপ্রবেশ করার কথা ছিল। মার্কিন প্রতিরক্ষা দপ্তর আশঙ্কা প্রকাশ করে যে অত্যন্ত বিষাক্ত হাইড্রাজিন বহনকারী প্রায়  জ্বালানি ট্যাঙ্কটি পুনঃপ্রবেশে টিকে থেকে অক্ষত অবস্থায় পৃথিবীর পৃষ্ঠে পৌঁছাতে পারে। রাশিয়া, চীন এবং বেলারুশসহ কয়েকটি সরকার এই পদক্ষেপের প্রতিবাদ জানায় এবং এটিকে মার্কিন অ্যান্টি-স্যাটেলাইট সক্ষমতার আড়াল করা প্রদর্শন হিসেবে আখ্যায়িত করে। চীন পূর্বে ২০০৭ সালে অ্যান্টি-স্যাটেলাইট ক্ষেপণাস্ত্র পরীক্ষা চালিয়ে একটি আন্তর্জাতিক ঘটনার সৃষ্টি করেছিল।

পরিবেশগত প্রভাব
বায়ুমণ্ডলীয় পুনঃপ্রবেশের পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল—বিশেষ করে স্তরসমণ্ডল—এর উপর পরিমাপযোগ্য প্রভাব রয়েছে।

২০১৯ সালে মহাকাশযানের পুনঃপ্রবেশজনিত ভর বায়ুমণ্ডলে প্রবেশকারী উল্কাপিণ্ডের তুলনায় ৩% ছিল। তবে প্রস্তাবিত বৃহৎ পরিসরের উপগ্রহ ইন্টারনেট নক্ষত্রমণ্ডল বাস্তবায়িত হলে কৃত্রিম পুনঃপ্রবেশের পরিমাণ উল্কাপিণ্ডজনিত প্রবেশের তুলনায় ৪০% পর্যন্ত হতে পারে। কৃত্রিম বায়ুমণ্ডলীয় পুনঃপ্রবেশের সময় বায়ুমণ্ডলে পুড়ে যাওয়া মহাকাশযানের প্রভাব উল্কার তুলনায় ভিন্ন, কারণ মহাকাশযান সাধারণত আকারে বড় এবং উপাদানগতভাবে ভিন্ন। কৃত্রিম পুনঃপ্রবেশজনিত দহন থেকে সৃষ্ট বায়ুদূষক পদার্থ বায়ুমণ্ডলে শনাক্ত করা হয়েছে এবং এগুলো বায়ুমণ্ডলের গঠন—বিশেষ করে ওজোন স্তর—এর সাথে বিক্রিয়া করে সম্ভাব্য নেতিবাচক প্রভাব ফেলতে পারে।

পুনঃপ্রবেশের বায়ুমণ্ডলীয় প্রভাবের প্রেক্ষিতে মহাকাশ টেকসইতা বিবেচনা করা ২০২২ সাল পর্যন্ত কেবল বিকাশমান পর্যায়ে ছিল এবং ২০২৪ সালে এটিকে “atmosphere-blindness” সমস্যায় ভোগা হিসেবে চিহ্নিত করা হয়েছে, যা বৈশ্বিক পরিবেশগত অবিচার সৃষ্টি করছে। এটি বর্তমান মহাকাশযানের জীবনাবসান-পরবর্তী ব্যবস্থাপনার ফল হিসেবে চিহ্নিত হয়েছে, যেখানে নিয়ন্ত্রিত পুনঃপ্রবেশের স্টেশন রক্ষণ প্রক্রিয়াকে অগ্রাধিকার দেওয়া হয়। এটি মূলত অনিয়ন্ত্রিত বায়ুমণ্ডলীয় পুনঃপ্রবেশ এবং মহাকাশ আবর্জনা থেকে সৃষ্ট ঝুঁকি প্রতিরোধের জন্য করা হয়।

প্রস্তাবিত বিকল্পগুলোর মধ্যে রয়েছে কম দূষণকারী উপাদান ব্যবহার, কক্ষপথে পরিষেবা প্রদান এবং সম্ভাব্যভাবে মহাকাশেই পুনর্ব্যবহার।
গ্যালারি

আরও দেখুন

 তথ্যসূত্র 

আরও পাঠ্য

 এই ক্লাসিক গ্রন্থটির একটি সংশোধিত সংস্করণ স্বল্পমূল্যের পেপারব্যাক হিসেবে পুনর্মুদ্রিত হয়েছে:  ২০০৪ সালে পুনর্মুদ্রিত

বহিঃসংযোগ

 Aerocapture Mission Analysis Tool (AMAT) বিভিন্ন সৌরজগতের গন্তব্যে বায়ুমণ্ডলীয় পুনঃপ্রবেশযানের জন্য প্রাথমিক মিশন বিশ্লেষণ ও সিমুলেশন সুবিধা প্রদান করে।
 Center for Orbital and Reentry Debris Studies (The Aerospace Corporation)
 Apollo Atmospheric Entry Phase, ১৯৬৮, NASA Mission Planning and Analysis Division, Project Apollo। ভিডিও (২৫:১৪)।
 Buran's heat shield
 Encyclopedia Astronautica article মহাকাশ উদ্ধারযানের ইতিহাস সম্পর্কিত নিবন্ধ, যেখানে কিছু পুনঃপ্রবেশযানের নকশাও অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।


Category:Aerospace engineering
Category:Flight phases