재사용 우주비행체의 귀환 비행에서는 높은 열과 압력으로부터 기체를 보호하며 착륙지로 복귀하는 궤적을 설계하는 것이 중요하다. 기체가 손상되지 않으면서 비행할 수 있는 비행 영역(Flight Envelope)은 잘 알려져 있으나, 해당 영역이 매우 좁기 때문에 재진입 경로 최적화 문제는 해결하기 까다로운 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 재사용 우주비행체가 임무를 마치고 안전하게 복귀할 수 있는 재진입 가능 영역을 산출하기 위하여 컨벡스 최적화 기반의 재진입 문제를 설계하고, 그리드 탐색(Grid Search)을 통해 최적화 문제가 안정적으로 해를 산출할 수 있는 재진입 가능 영역을 산출한다. 이때, 복잡한 비선형 역학에 효과적인 알고리듬인 순차 컨벡스 최적화(Sequential Convex Programming, SCP) 기법을 이용하여 궤적 최적화 문제를 설계하였으며, 수치 오차에 민감한 SCP 기법의 한계를 개선하기 위해 활용되는 신뢰 영역 업데이트(Trust Region Update) 기법을 도입해 다양한 초기조건에 대해서 안정적으로 해를 구할 수 있는 알고리듬을 설계하였다. 수치 시뮬레이션을 통해 제안된 알고리즘을 검증하였으며, 위도와 경도 초기조건을 변화시키며 설계한 알고리즘이 동역학 및 구속조건을 만족하며 비행하는 경로를 산출할 수 있는 재진입 가능 영역을 탐색하였다.