スペースシャトル熱防護システム
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。
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。