Спутник, несущийся вокруг Земли с орбитальной скоростью, обладает куда большей энергией, чем пуля, однако часть таких аппаратов всё же удаётся вернуть на Землю в целости. Секрет не в грубой силе, а в тщательно спланированном «погашении» кинетической энергии: сначала в атмосфере, а затем в окружающем воздухе в виде тепла.
Первый этап пути домой — тормозной импульс, короткое включение двигателя, которое чуть снижает орбитальную скорость и переводит аппарат на траекторию контролируемого снижения. Законы орбитальной механики таковы, что даже небольшое изменение скорости перестраивает всю орбиту и превращает её в траекторию, проходящую через более плотные слои атмосферы. Дальше основную роль начинает играть лобовое сопротивление воздуха: оно тормозит движение и, в соответствии с базовыми принципами термодинамики, превращает механическую энергию в тепло.
Чтобы конструкция выдержала такие нагрузки, спускаемые аппараты используют тупоносный теплозащитный экран. Благодаря этой форме перед аппаратом возникает оторванная ударная волна, которая удерживает большую часть сверхнагретой плазмы на расстоянии, а абляционный материал экрана постепенно испаряется и уносит тепло, напоминая контролируемый рост энтропии в замкнутой системе. Тщательно подобранные углы входа в атмосферу — так называемый «коридор входа» — растягивают нагрев по более длинному участку полёта, чтобы ни один элемент не перегрелся.
Более хрупкие спутники, как правило, вообще не рассчитаны на выживание при входе в атмосферу. Инженеры специально проектируют их так, чтобы они полностью сгорали: подбирают размеры и материалы компонентов так, чтобы аэродинамический нагрев и механические нагрузки разрушили аппарат до достижения поверхности. Враждебная физика в этом случае превращается в средство безопасности, а не в угрозу для возвращающихся экипажей или оборудования.
