Der Eintritt in die Erdatmosphäre ist eine wichtige Raumfahrttechnologie. Astrium wurde von der ESA wurde als Hauptauftragnehmer für die Entwicklung des Atmospheric Re-entry Demonstrator (ARD) ausgewählt. Die ARD-Mission 1998 - Europas erste eigene Erfahrung mit dem Wiedereintritt in die Erdatmosphäre - war ein voller Erfolg.

Astrium liefert die Hitzeschutzsysteme für sämtliche interplanetaren Missionen, speziell für die 1997 gestartete Raumsonde Huygens, die Anfang 2005 auf dem größten Saturnmond Titan landete, und die Landesonde Beagle 2 für die ESA-Mission Mars Express. Zudem ist Astrium an der Technologieentwicklung für das Eintritts-, Sinkflug- und Landesystem der Marsmissionen ExoMars beteiligt.

Seit der ESA Ministerratskonferenz im Herbst 2008 ist Astrium als Hauptauftragnehmer der ESA für die Phase-A-Studien hinsichtlich eines europäischen Transportsystems mit dem Namen ARV (Advanced Re-entry Vehicle) verantwortlich. Die Entwicklung des Raumtransportsystems soll schrittweise erfolgen: zunächst - in einem ersten Schritt - mit der Realisierung einer ARV-Kapazität für Frachttransporte zur und von der ISS, und - in einem zweiten Schritt - könnte eine Crewtransport-Version für erste ISS-Flugtests bereitstehen. In beiden Fällen muss das ARV mit einem Wiedereintrittsmodul ausgestattet sein.