ボールを投げると、曲線を描いて落下します。十分に速く投げれば、その曲線は地球の表面と一致するため、永遠に落下し続けます。これが軌道であり、軌道力学は宇宙空間で物体が重力の下でどのように運動するかを記述する学問です。

この分野は容赦がない。タイミングの悪い小さなミスが、後々大きな失敗につながる。ミッションプランナーは、複数の天体からの重力や太陽放射圧の影響を考慮に入れ、数週間から数ヶ月前に噴射量を計算する。

中核概念

• ケプラーの惑星運動の法則
• デルタvとは、操縦に必要な速度変化のことである。
• 2つの天体間で軌道を遷移させる
• 惑星からの重力補助

すべてはデルタV（速度変化量）にかかっている。燃料は質量であり、質量はコストであり、あらゆる操縦は正当化されなければならない。ミッション設計者は、より少ない推進剤で済むため、より低速で複雑なルートを選択することが多い。