Wanneer een space shuttle de atmosfeer van de aarde opnieuw binnenkomt, vinden er verschillende belangrijke gebeurtenissen en processen plaats, die aanzienlijke veranderingen in de fysieke kenmerken en het gedrag ervan veroorzaken. Hier is een algemeen overzicht van wat er gebeurt:

1. Wrijvingsverwarming: Wanneer de space shuttle de atmosfeer binnenkomt, stuit hij op toenemende luchtweerstand en wrijving. Deze wrijving zorgt ervoor dat de luchtmoleculen samendrukken en opwarmen, waardoor intense hitte rond het oppervlak van de shuttle ontstaat. Dit verwarmingseffect kan leiden tot temperaturen boven de 1.500 graden Celsius (2.732 graden Fahrenheit).

2. Supersonische schokgolven: De hoge snelheid van de shuttle genereert supersonische schokgolven vóór zich terwijl deze door de atmosfeer beweegt. Deze schokgolven creëren een enorm geluid en trillingen die te horen zijn als een luide "sonische knal" zodra ze de grond bereiken.

3. Aerodynamische krachten: De vorm van de space shuttle, met name de schuine vleugels, maakt gecontroleerde afdaling en manoeuvreren tijdens terugkeer mogelijk. De shuttle ervaart aanzienlijke aerodynamische krachten, waaronder lift, waardoor de stabiliteit en het evenwicht behouden blijven tijdens het dalen.

4. Plasmavorming: De hoge temperaturen die tijdens de terugkeer worden gegenereerd, zorgen ervoor dat de luchtmoleculen ioniseren, waardoor een laag plasma rond de shuttle ontstaat. Deze plasmalaag beïnvloedt de radiocommunicatie en beperkt of blokkeert tijdelijk de communicatie met de grondcontrole.

5. Manoeuvres en aanpassingen: Tijdens het terugkeerproces voert de bemanning van de shuttle aanpassingen uit en voert specifieke manoeuvres uit om de oriëntatie, snelheid en traject van de shuttle te controleren. Dit omvat het gebruik van stuurvlakken en stuwraketten om het gewenste vliegpad en de gewenste daalhoek te behouden.

6. G-krachten: De bemanning ervaart tijdens de terugkeer verhoogde zwaartekracht. Deze G-krachten kunnen meerdere malen groter zijn dan de zwaartekracht die op aarde wordt gevoeld. Dit kan tijdelijke fysieke en fysiologische uitdagingen voor de astronauten veroorzaken.

7. Vertraging en snelheidsreductie: Terwijl de shuttle zijn afdaling door de atmosfeer voortzet, helpt luchtweerstand de snelheid ervan te vertragen. De snelheid van de shuttle neemt geleidelijk af, waardoor deze met een gecontroleerde en beheersbare snelheid kan dalen.

8. Parachute-implementatie: Zodra de shuttle een bepaalde hoogte en snelheid bereikt, zet hij doorgaans zijn parachutes in. De parachutes vertragen de shuttle verder en zorgen voor extra stabiliteit en controle tijdens de laatste fase van de afdaling.

9. Landing: De shuttle landt uiteindelijk op een aangewezen landingsbaan, meestal gelegen op een specifieke landingsplaats, zoals het Kennedy Space Center in Florida. Het landingsproces omvat zorgvuldige coördinatie en monitoring door zowel de grondcontrole als de bemanning om een ​​veilige en succesvolle landing te garanderen.