एक गेंद फेंको तो वह वक्र में गिरती है। अगर उसे इतनी तेज़ी से फेंका जाए कि उसका वक्र पृथ्वी की सतह के वक्र के बराबर हो जाए, तो वह अनंत काल तक गिरती रहती है। यही कक्षा है, और कक्षीय यांत्रिकी बताती है कि अंतरिक्ष में गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में वस्तुएँ कैसे गति करती हैं।

यह क्षेत्र बेहद जोखिम भरा है। गलत समय पर की गई एक छोटी सी गलती बाद में एक बड़ी चूक का कारण बन सकती है। मिशन योजनाकार कई पिंडों के गुरुत्वाकर्षण और सौर विकिरण दबाव के प्रभावों को ध्यान में रखते हुए, हफ्तों या महीनों पहले ही ऊर्जा खपत की गणना करते हैं।

मुख्य अवधारणाएँ

• ग्रहों की गति के केप्लर के नियम
• डेल्टा-वी, किसी युद्धाभ्यास के लिए आवश्यक वेग में परिवर्तन।
• दो पिंडों के बीच स्थानांतरण कक्षाएँ
• ग्रहों से गुरुत्वाकर्षण सहायता प्राप्त होती है

सब कुछ डेल्टा-वी पर निर्भर करता है। ईंधन द्रव्यमान है, द्रव्यमान लागत है, और हर युद्धाभ्यास उचित ठहराया जाना चाहिए। मिशन डिज़ाइनर अक्सर धीमे, अधिक जटिल मार्गों का चयन करते हैं क्योंकि उनमें कम प्रणोदक की आवश्यकता होती है।