Cấu hình của vỏ cách nhiệt đã được mô tả từ sớm vào năm 1920 bởi Robert Goddard: "Đối với thiên thạch lao vào bầu khí quyển với vận tốc cao lên tới 30 dặm (48 km) mỗi giây, phần lõi của thiên thạch vẫn giữ trạng thái lạnh, và việc bào mòn ở mức độ lớn là do sứt mẻ hoặc nứt bề mặt do bị nung nóng đột ngột. Vì lý do này, nếu bề mặt bên ngoài của thiết bị hồi quyển được bọc bằng các lớp chất cứng không bị nóng chảy với các lớp dẫn nhiệt kém ở giữa, thì bề mặt sẽ giảm bị bào mòn đáng kể, đặc biệt là khi vận tốc của thiết bị hồi quyển sẽ không lớn như vận tốc của thiên thạch thông thường."[3]

Những phát triển thực tiễn về phương tiện hồi quyển bắt đầu từ khi tầm bắn, và tốc độ hồi quyển của tên lửa đạn đạo ngày một tăng dần lên. Đối với những tên lửa tầm ngắn, như tên lửa V-2, vấn đề về sự ổn định và ứng suất khí động học là những vấn đề quan trọng (Nhiều tên lửa V-2s đã vỡ vụn trong quá trình hồi quyển), nhưng ở các tên lửa tầm ngắn, sự tăng nhiệt độ vẫn chưa phải là một vấn đề lớn. Các tên lửa tầm trung như tên lửa R-5 của Liên Xô, có tầm bắn 1.200 kilômét (650 hải lý), đòi hỏi phải sử dụng lớp gốm composite làm tấm chắn nhiệt cho đầu đạn hồi quyển độc lập. Những tên lửa đạn đạo liên lục địa đầu tiên, có tầm bắn từ 8.000 đến 12.000 km (4.300 đến 6.500 nmi), bắt buộc phải có tấm chắn nhiệt và phương tiện hồi quyển dạng cùn.

Tại Mỹ, kỹ thuật trong lĩnh vực này đã được khám phá bởi H. Julian Allen và A. J. Eggers Jr. tại trung tâm nghiên cứu Ames thuộc National Advisory Committee for Aeronautics (NACA).[4] Năm 1951, họ đã phát hiện ra một tấm chắn nhiệt có hình dạng cùn (lực cản cao) là tấm chắn nhiệt hiệu quả nhất.[5] Từ các nguyên tắc kỹ thuật cơ bản, Allen và Eggers đã chỉ ra rằng tải nhiệt mà tàu vũ trụ phải chịu khi hồi quyển tỷ lệ nghịch với hệ số cản; tức là lực cản càng lớn thì tải nhiệt càng ít. Nếu tàu vũ trụ có dạng cùn, không khí sẽ không thể "tránh khỏi quỹ đạo bay" đủ nhanh và khi đó không khí sẽ tạo thành một tấm đệm khí để đẩy sóng xung kích và lớp xung kích nóng về phía trước. Vì hầu hết các khí nóng không còn tiếp xúc trực tiếp với tàu vũ trụ, nên nhiệt năng sẽ ở lại trong đệm khí và chỉ đơn giản là di chuyển xung quanh tàu vũ trụ rồi sau đó sẽ tiêu tán vào khí quyển.

Khám phá của Allen và Eggers, mặc dù ban đầu được coi là bí mật quân sự, cuối cùng đã được công bố vào năm 1958.[6]