本文开发了一种用于外大气层至内大气层飞行的建模与仿真工具，旨在量化从3自由度到6自由度不同仿真精度水平相关的误差。研究对工程近似误差进行了量化，并与阿波罗10号及首架航天飞机轨道器再入的飞行数据进行了比对。研究构建了6自由度下的再入可达性最优控制问题，并将其与质点模型解进行对比，揭示了质点模型对该问题的过度简化。文中引入了一个类似SpaceX星舰的圆柱形再入飞行器，并提供了进行6自由度分析所需的必要细节。通过求解再入可达性最优控制问题的6自由度解，揭示了CRV-1的性能和再入控制能力，其横向机动范围可超过2200公里。最后，通过一项仿真展示了该CRV设计的可控性：在飞行中途移动一个重达65,000公斤的有效载荷质量块。仿真结果表明，允许存在1米的横向偏移，并且能够找到对制导跟踪误差影响最小的控制解决方案。