在設計武器有效性時，也必須考慮熱保護問題。由於其結構的限制，再入彈頭的最終碰撞目標的速度應限制在1000米/秒，即彈頭必須在最後攻擊之前消耗掉足夠的動能，而如果彈頭還要布撇所配備的子彈藥或無人機，那麼其最終速度必須更低。對於再入速度達7900米/秒，以美國大陸為基地的全球打擊系統來說，如果最終速度限於1000米，秒，其動能消耗必須達到30.6兆焦/千克。而對於射程較近的SLGSM或初始滑翔速度約6000米／秒的前沿配置型陸基助推一滑翔系統，在實現約1000米，秒的撞擊速度前需消耗的動能約為17.5兆焦／千克。
在CSM-2概念中，洲際滑翔飛行器所配備的TPS系統必須能夠保證其在大氣層內以高超聲速運行長達3000秒的時間。而這種新型TPS系統將採用碳一碳材料，而非碳一苯酚材料。通過採取這種更先進的材料，新型TPS系統將擁有外形更為穩定的鼻錐、適當的飛行燒蝕率以及盡可能小的熱傳輸率。這種TPS的開發面臨許多技術挑戰，包括能精確預測氣動熱力負載和燒蝕率的技術、成規模製造大型碳一碳飛行器的技術、用於保護再入飛行器內部部件的絕熱技術。為了解決這些技術難題，美國國防高級研究計劃局正在實施FALCON計劃。根據此計劃，兩種高超聲速試驗飛行器(HTV)將在美國範登堡空軍基地和誇賈林環礁(即美國陸軍的里根試驗場)之間進行飛行試驗，以演示能夠支持長時間高超聲速飛行的TPS系統性能，同時也演示制導、導航、控制精度和飛行中通信能力，這些飛行試驗將於2009～2010年間進行。
第二技術難題：制導、導航、控制技術
由於核武器的殺傷半徑大，因此彈道導彈達到所需的精度相對較容易，而對於常規戰鬥部來說，要獲得所需的目標毀傷效果，就必須具備更高的打擊精度，為此，還必須解決彈道導彈再入體的操縱性問題。由於再入體運動速度極高，其在大氣內存在的時間很短，因此對再入體飛行軌跡的控制要求非常高。
為初步解決這一問題，同時驗證以彈道導彈作為PGS方案的可行性，2002年月10月，美國利用改進後的“三叉戟-2”導彈再入體——Mk4(“增效型再入體”，E2)進行了飛行試驗，並取得了一些研究成果。試驗中，改進型Mk4再入體配備了GPS輔助的慣性導航系統，同時還增配了一個襟翼系統用於姿態控制。在改進之前，在洲際戰略彈道導彈再入體的再入過程中，等離子體會導致再入體的GPS接收信號中斷。但經過改進後，雖然GPS接收信號也會受到干擾，但由於Mk4所配備的襟翼提供了(滾動，偏航、傾斜)三軸飛行控制功能，在再入體調整姿態後，再人體所載導航系統可提供數米級的導航精度，足以將再入體導向目標。雖然存在較大的導航誤差，但是通過增加精確的校正初始化功能以及適應性強的控制算法，GPS/INS（GPS/慣性導航）集成系統可降低導航誤差，從而具有類似GPS的精度。除了襟翼之外，美國對Mk4的改進還包括配備一個用於增程的20°偏移量雙鼻錐，提高飛行穩定性和機動性。
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