Lempar bola dan bola itu akan jatuh melengkung. Lempar cukup cepat dan lengkungannya akan sesuai dengan permukaan Bumi, sehingga bola terus jatuh selamanya. Itulah orbit, dan mekanika orbital menjelaskan bagaimana benda bergerak di bawah pengaruh gravitasi di ruang angkasa.

Bidang ini tidak kenal ampun. Kesalahan kecil di saat yang salah akan berakumulasi menjadi kesalahan besar di kemudian hari. Perencana misi menghitung pembakaran beberapa minggu atau bulan sebelumnya, memperhitungkan gravitasi dari beberapa benda dan efek tekanan radiasi matahari.

Konsep inti

• Hukum gerak planet Kepler
• Delta-v, perubahan kecepatan yang dibutuhkan untuk suatu manuver.
• Perpindahan orbit antar dua benda
• Bantuan gravitasi dari planet-planet

Semuanya bergantung pada delta-v. Bahan bakar adalah massa, massa adalah biaya, dan setiap manuver harus dibenarkan. Perancang misi sering memilih rute yang lebih lambat dan lebih kompleks karena membutuhkan lebih sedikit propelan.