當航天器再入大氣層時可能發生的令人沮喪的通訊中斷，曾在太空時代的早期引發了一些緊張時刻——也許最令人難忘的是在受損的阿波羅 13 號任務期間。但這種現象也可能影響到美國空軍目前正在考慮的新型飛機和武器系統的通訊，空軍希望找到突破通訊中斷的方法。
這個問題 возник 在於，當高速飛行器加熱前方空氣時，會將其電離成等離子體，從而阻擋無線電傳輸。這類似於飛機達到馬赫數 1 並突破音障時產生的衝擊波。對於再入航天器和高超音速飛機，等離子體衝擊邊界形成於約馬赫數 10 的速度。太空梭避免了通訊中斷，因為航天器寬闊的底部在尾隨的等離子體羽流中留下了一個開放區域，使得通訊和遙測資料能夠透過衛星網路中繼到地球。但較小的飛行器完全被等離子體吞沒。
這引起了空軍的擔憂，空軍計劃開發飛行系統，可能包括高超音速導彈、偵察飛行器，甚至可能達到馬赫數 10 以上的載人飛行器。“我們在測試和評估領域的標準正規化是，我們有一個空中飛行器，地面上有人，並且有遙測資料流下來，以便人們可以監控飛行器，”愛德華茲飛行測試中心的查爾斯·H·瓊斯研究員解釋道。除了切斷測試飛行器與地面之間的聯絡外，等離子體通訊中斷還會阻止有時在測試飛行器偏離航向時必需的自毀訊號。
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另一個關鍵的擔憂涉及衛星導航訊號。“軍方正變得越來越依賴 GPS 系統，”馬里蘭大學航空航天工程師、前空軍首席科學家馬克·劉易斯指出。瓊斯對此表示贊同，他在空軍科學研究辦公室 (AFOSR) 2006 年在波士頓贊助的關於通訊中斷問題的會議的最終報告中寫道：“接收 GPS 是我們最需要找到解決方案的最關鍵能力……GPS 也是最困難的問題，因為它固有的訊號很弱。”
瓊斯一直是這個問題上的一種呼聲。“馬赫數 10 的設計目前還不太常見，”他指出，因此“對很多人來說，這不是一個緊迫的問題。” 但是，隨著他所謂的“等離子音速”馬赫數 10 領域中新的更高速度概念開始出現，這種現象正引起越來越多的關注。
2006 年的會議揭示了不乏可能的解決方案。構想包括設計飛行器的外形，以最大限度地減少由此產生的等離子音速鞘套；在前緣前端構建一個“空氣尖釘”，使其突出到等離子體外部；尋找可能不受電離影響的頻段；乾脆用極其強大的發射器強行突破；以及使用親電子注入，這意味著將一種去電離物質（最可能是水）分散到等離子體鞘套中以破壞它。更奇特的想法包括使用高功率雷射器或彈射一系列微型中繼裝置，類似於漂流瓶中的資訊。
儘管所有提出的解決方案在理論上都是可行的，但劉易斯指出，“接下來的問題是，從工程角度來看，它們是否實用？” 例如，注水構想實際上早在 1960 年代的“雙子座”計劃期間就嘗試過。但一個可操作的版本將需要攜帶過多的水才能實用。
然而，親電子注入的一種變體可能是一個強有力的競爭者，即使用由燒蝕材料製成的隔熱罩，該材料會汽化自身的一部分並使等離子體去電離。“就工程解決方案而言，這似乎是最簡單的，”瓊斯說。與此同時，劉易斯認為自己是“一個堅定的不可知論者。我們有很多途徑可以探索，我認為我們仍然處於應該將所有這些途徑都擺在桌面上的階段。” 瓊斯指出，最有可能需要結合多種技術才能滿足所有預期的應用。
到目前為止，瓊斯表示，唯一真正的共識是“我們沒有足夠的實驗資料來驗證任何模型。” 為研究許多人認為的長期問題而提供的資金一直難以獲得。儘管計算流體動力學和風洞實驗可以提供重要的線索，但實際的解決方案可能需要實際的飛行測試，而這很昂貴。
無論如何，工程師們都必須克服等離子體通訊中斷，才能迎來高超高超音速（或等離子音速）世界。考慮到一輛以每小時 10,000 英里以上的速度行駛的失控飛行器的危險性，瓊斯說“我不想要一輛我無法通訊的、可能已武裝的馬赫數 15 的自主飛行器”時，絕不是在開玩笑。
注：本文最初以“衝破等離子體”為標題印刷。