A józan ész azt diktálná, de a fizika nem.
Az űrhajók landolása elméletben is bonyolult kérdés, a gyakorlatban pedig még inkább. Amikor egy űrhajó belép a sűrűbb légköri rétegekbe, a hővédő pajzsa gyorsan felforrósodik, ami miatt a körülötte áramló levegő fényesen izzani kezd.
A hajó körüli fény, ami kezdetben rózsaszínnek tűnik, fokozatosan erősödik, míg végül vörösen izzóvá válik. A hőálló bevonat rétegről rétegre leég, a rádióadók antennái megolvadnak. Akkor miért nem lehet ezen változtatni?
Belépési szög
Az ereszkedő űrhajó áthalad egy lökéshullámon, amit plazmaképződés követ, ami a nyomás és a hőmérséklet hirtelen emelkedésével jár. A hajót rendkívül forró gáz veszi körül, így az űrhajó hatalmas mozgási energiája hővé alakul. Minden, ami hőálló bevonat és fékezőberendezések nélkül kerül a sűrű légköri rétegekbe, azonnal elég.
Az űrhajó gyakorlatilag úgy lép be a Föld légkörébe, mint egy meteor. A túlterhelés másodpercről másodpercre növekszik. Ha ez egy Föld körüli orbitális repülés volt, akkor a visszatérés az első kozmikus sebességgel történik. Ennek nagysága a keringési magasságától függ. Ha a Föld felett 200 km-ről beszélünk, akkor a sebesség körülbelül 7,8 km/s lesz. A magasság növekedésével a sebesség is növekszik.
Ahhoz, hogy az űrhajó elhagyja a pályáját és elkezdjen leereszkedni, a sebességét bizonyos értékekre kell csökkenteni. Ezt fékezőrakéták bekapcsolásával érik el. A hajtómű impulzusának a pálya síkjával és a helyi horizonttal egy bizonyos szögben kell megegyeznie. Így az űrhajó a számított sebességre lassul, és a szükséges süllyedési szöggel (belépési szöggel) belép a Föld légkörébe.
Légköri fékezés
Ez a feladat hatalmas mennyiségű üzemanyagot igényel, amit az űrhajónak végig magánál kell cipelnie. Ez nemcsak nehezebbé teszi az űrhajót, hanem a Földről való indítást is komplikáltabbá és veszélyesebbé teszi. Ezzel a megoldással az űrhajó lassítása egy nagyon bonyolult és költséges feladat. Ezért a modern űrhajók inkább nagy sebességgel lépnek be a légkörbe, üzemanyagot takarítva meg és spórolva az ezzel járó költségeken.
A Föld légköre ugyanis ingyen és természetes módon lefékezi az űrhajót. Ezt az erős súrlódás teszi lehetővé. Az űrhajó sebességének csökkenését, miközben nagy sebességgel lép be a légkörbe és erős súrlódást tapasztal, légköri fékezésnek nevezzük. Ez a leggazdaságosabb és leghatékonyabb módja az űrhajó lelassításának a leszállás előtt. Ráadásul más módszerekhez képest ez bizonyítottan megbízható.
Nulla irányíthatóság
A légköri fékezés kiválasztásában nagy szerepet játszott az űrhajó irányíthatósága is. Nagy sebességnél ugyanis könnyebb irányítani az űrhajót, és a légkörbe lépéskor könnyebb korrigálni az esetleges navigációs hibákat. Ha azonban az űrhajót a belépés előtt teljesen nullára lassítják, akkor az irányíthatósága is nullára csökken. Ez jelentősen növeli a kockázatokat. Az űrhajó leszállása pedig ebben az esetben fölöslegesen komplikálttá válik.
Elmondhatjuk tehát, hogy az űrhajó nagy sebességgel történő légkörbe lépése a legoptimálisabb megoldás mind gazdasági, mind pedig mérnöki szempontból. Ez nemcsak minden téren olcsóbbá teszi az űrutazás költségeit, de a légköri fékezés hatékonysága és az irányíthatóság javítása révén biztosítja mind az űrhajó, mind a legénység biztonságát.
