O processo de-orbital (saída de órbita) ocorrerá às 09h07 (Hora de Brasília), quando uma manobra feita pelos computadores de bordo fará a Discovery se dirigir à Terra de costas. Neste momento são acionados os retro-foguetes de modo a diminuir a velocidade da nave.
Perdendo velocidade, a nave tende a perder altitude, aumentando o atrito sobre as altas da camada da atmosfera. Esse processo é conhecido como reentrada na atmosfera, e é um dos momentos mais críticos de toda a missão, somente comparável em risco aos 8 minutos iniciais do lançamento.
Durante a reentrada, a temperatura do corpo da espaçonave atinge mais de 1500 graus centígrados. Essa temperatura é isolada por milhares de pequenas placas de cerâmica e silica, que revestem a parte inferior do ônibus espacial. O nariz e bordos de ataque da nave são protegidos de forma mais cuidadosa, já que produzem maior atrito e consequentemente mais calor.
A elevada temperatura aquece os gases ao redor da espaçonave e os incandesce. Essa incandescência é conhecida por plasma e ocorre devido à ionização das partículas dos gases. Essa ionização bloqueia as ondas de rádio e impede a comunicação da nave com os controles de terra no momento da reentrada.
Foto: Estação Espacial Internacional ISS vista da Discovery, momentos após o desacoplamento no dia 15 de julho de 2006.