对于任何的有效载荷再入行星大气的航天任务来说，大气再入都是一个重要的阶段。在再入过程中，飞行器从轨道速度逐渐过渡至安全的速度以便着落。对于像航天飞机这类的飞行器，最终的接近是采用像飞机着落一样来完成的。对于联盟号和阿波罗飞船，在最后的下降阶段是利用降落伞来减速的。在任一情况下，飞行器经历极端的气动热载荷都将会显著的改变其设计需求。外形是决定飞行器气动热力学特性的主要影响因素之一。因此，通过改变其形状，可以很好的改善飞行器的行为和性能。本书将主要研究在概念设计阶段的再入飞行器的外形优化，其中分析了在高超声速再入过程中飞行器的全部性能。在高超声速再入阶段之后，速度限制被定义为马赫5，飞行器进入超声速/亚声速状态，此时的飞行特性与高速再入有很大的不同。本书重点集中在设计需求非常高的高超声速阶段，虽然本书只考虑飞船和有翼式飞行器从近地轨道（LEO）进入的情况，但所给出的方法在很多情况下可以很容易的修改而用到其它的一些再入场景中，具有重要的指导价值。