Att återvända från omloppsbana innebär att träffa atmosfären med ungefär 7,8 kilometer per sekund. Friktion och kompression värmer upp luften runt farkosten till tusentals grader. En värmesköld absorberar eller avger den energin så att strukturen under överlever.

Materialen varierar beroende på uppdrag. Apollo använde en ablativ sköld som brann bort på ett kontrollerat sätt och bar med sig värme. Rymdfärjan använde förstärkta kol-kol-plattor och kiseldioxidplattor som strålade bort värme.

Vanliga värmesköldmaterial

• Ablativa kompositer som förkolnar och eroderar
• Förstärkt kolfiber-kolfiber för framkanter
• Kiselplattor för återanvändbara fordon
• Fenolimpregnerad kolablator för höghastighetsingångar

Varje intrång är dödligt. En skadad takpanna på Columbias vinge ledde till att fordonet och besättningen förlorades 2003, vilket föranledde stora förändringar i inspektionsrutinerna.