Міжплане́тний космі́чний полі́т (міжплане́тна по́дорож) — подорож між планетами, як правило, у межах однієї планетної системиInterplanetary Flight: an introduction to astronautics. London: Temple Press, Arthur C. Clarke, 1950. У практиці людства поняття космічний політ такого типу означає реальний чи гіпотетичний переліт між планетами Сонячної системи. Складова частина гіпотетичних проєктів колонізації космосу людством.

Практичні досягнення в галузі міжпланетних подорожей Дистанційно керовані космічні зонди (автоматичні міжпланетні станції, АМС) пролітали поблизу всіх планет Сонячної системи від Меркурія до Нептуна. Зонд «Нью-Горайзонс», запущений до дев'ятої на той момент планети — Плутона, пролетів повз цю карликову планету 2015 року. Зонд «Dawn» нині перебуває на орбіті карликової планети Церера.

Найвіддаленішим космічним апаратом є «Вояджер-1», який, імовірно, все ж залишив Сонячну систему, ще 4 апарати — «Піонер-10», «Піонер-11», «Вояджер-2» і «Нью-Горайзонс» продовжують свій політ до меж системи і через певний час також покинуть її«NASA Spacecraft Embarks on Historic Journey Into Interstellar Space» ..

Загалом місії штучних супутників інших планет і спускні апарати дозволяють отримати значно докладнішу й повнішу інформацію, ніж пролітні місії. Космічні зонди виведено на орбіти навколо всіх п'яти планет, відомих з давніх часів: спершу Марса («Марінер-9», 1971), потім Венери («», 1975; атмосферні зонди і спускний апарат досягли планети раніше), Юпітера («Галілео», 1995), Сатурна («Кассіні — Гюйгенс», 2004), Меркурія (MESSENGER, березень 2011 року), і передали цінні наукові відомості про планети та їхні супутники.

Декілька місій проводили зближення з астероїдами та карликовими планетами: NEAR Shoemaker 2000 року вийшов на орбіту великого навколоземного астероїда 433 Ерос, і здійснив посадку. Японська станція «Хаябуса» з іонним двигуном 2005 року вийшла на орбіту невеликого навколоземного астероїда 25143 Ітокава, зблизилася з ним і повернула зразки з його поверхні на Землю. «Dawn» з іонним двигуном побувала на орбіті великого астероїда Веста (липень 2011 — вересень 2012) і потім перелетіла на орбіту навколо карликової планети Церера (березень 2015 року).

Дистанційно керовані апарати «Вікінг», Pathfinder і марсоходи Mars Exploration Rover та «К'юріосіті» висадилися на поверхні Марса, кілька космічних апаратів серій «Венера» та «Вега» досягли поверхні Венери. Зонд «Гюйгенс» успішно приземлився на супутнику Сатурна Титані.

Досі не робилося пілотованих місій для досягнення планет Сонячної системи. Програма НАСА «Аполлон» дала дванадцяти астронавтам змогу відвідати поверхню супутника Землі — Місяця і повернутися на Землю. Існувало кілька програм НАСА: «Сузір'я» (відправлення людини на Марс) та пілотований обліт Венери, але їх обидві скасовано (у 2010 та наприкінці 1960-х років).

Причини міжпланетних подорожей Високі витрати та ризик міжпланетних подорожей привертають увагу населення. Низка місій зіткнулися з різними несправностями або повним виходом з ладу безпілотних зондів, наприклад Марс-96, Deep Space 2 і Бігль-2.

Багато астрономів, геологів та біологів вважають, що вивчення Сонячної системи дає знання, яке не можна отримати лише за допомогою спостережень із поверхні Землі або з земної орбіти. Існують різні точки зору щодо того, чи принесуть пілотовані місії корисний науковий внесок; деякі вчені вважають, що автоматичні зонди дешевші і безпечніші, тоді як інші стверджують, що космонавти за допомогою порад від земних вчених зможуть реагувати більш гнучко і розумно на нові або несподівані особливості досліджуваних регіонів.

Ті, хто оплачує витрати на подібні місії (передусім у державному секторі), найімовірніше, будуть зацікавлені у вигоді для себе або для людства в цілому. Поки що перевагами такого підходу стали лише різні «побічні» технології, які спочатку розроблено для космічних польотів, але потім згодилися в інших видах діяльності.

Інші практичні мотиви для міжпланетних подорожей є спекулятивнішими, оскільки сучасні технології ще мало розвинені для підтримки тестових проєктів. Письменникам, які працюють у жанрі наукової фантастики, іноді вдається прогнозувати майбутні технології — наприклад, передбачено геостаціонарні супутники зв'язку (Артур Кларк) та деякі аспекти комп'ютерних технологій (Мак Рейнольдс).

Багато науково-фантастичних оповідань (зокрема, історії Бена Бови серії «Гранд Тур») докладно описують, як люди могли б видобувати корисні мінерали з астероїдів або отримувати енергію різними способами, зокрема, використовуючи сонячні батареї на орбіті (де їм не заважають хмари та атмосфера). Дехто вважає, що лише такі технології можуть стати єдиним способом забезпечення зростання рівня життя без зайвого забруднення чи виснаження ресурсів Землі (наприклад, зниження рівня видобутку викопних енергоносіїв — так званий пік нафти — передбачено за десятиліття до його початку).

Зрештою, колонізація людством інших частин Сонячної системи дозволить запобігти вимиранню людства в ході тієї чи іншої потенційної катастрофічної для Землі події, багато з яких є невідворотними (див. статтю Загибель людства). Серед можливих подій — зіткнення з великим астероїдом, один із яких, ймовірно, раніше посприяв Крейдовому вимиранню. Хоча й опрацьовуються різні системи моніторингу астероїдних загроз та планетарного захисту, поточні методи виявлення та боротьби з астероїдами залишаються надзвичайно дорогими, сирими, непропрацьованими та малоефективними. Наприклад, вуглисті хондрити мають дуже низьке альбедо, що сильно ускладнює їх виявлення. Хоча вуглисті хондрити вважають рідкісними, деякі з них дуже великі і їх підозрюють в участі в масових вимираннях великих видів. Так, найбільший за своїми наслідками Чиксулуб, можливо, був вуглистим хондритом.

Деякі вчені, серед яких члени Space Studies Institute (Прінстонський університет), стверджують, що в довгостроковому плані переважна більшість людей зрештою житимуть у космосі.

Енергетика міжпланетного польоту Одним із основних завдань у практичних міжпланетних подорожах залишається отримання дуже великих змін швидкості, необхідних для подорожей від одного тіла до іншого в рамках Сонячної системи.

Через гравітаційне тяжіння Сонця, космічний корабель, що рухається орбітою далі від Сонця, має нижчу швидкість, ніж космічний апарат, що рухається на ближчій орбіті. Крім того, всі планети містяться на різних відстанях від Сонця, планета, з якої космічний апарат стартує, і планета призначення рухаються з різними швидкостями (відповідно до третього закону Кеплера). Через ці причини, космічний корабель при польоті до планети, розташованої ближче до Сонця, має значно зменшити свою орбітальну швидкість, щоб досягти мети, тоді як польоти до віддаленіших планет вимагають суттєвого збільшення швидкості корабля відносно Сонця. Якщо космічний корабель повинен не просто пролетіти повз планету, а вийти на орбіту навколо неї, при зближенні він має вирівняти власну швидкість зі швидкістю планети, на що також потрібно витратити значні зусилля.

Прямолінійний підхід до подібного завдання — спроба прискорення найкоротшим маршрутом до цілі і зміна швидкості біля цілі — вимагає надто великих обсягів палива. І паливо, необхідне для таких змін швидкості, слід запустити зі самим кораблем, тому буде потрібно ще більше палива на відліт корабля до цілі, і ще більше — на виведення корабля й палива на початкову навколоземну орбіту. Розроблено кілька методів зниження потреби в паливі для міжпланетних подорожей.

Наприклад, космічний корабель, що вирушає з низької навколоземної орбіти до Марса за допомогою класичної перелітної (гоманівської) траєкторії спершу має збільшити швидкість на (параметр, званий характеристичною швидкістю орбітального маневру), здійснити багатомісячний переліт, потім, після перехоплення Марса, він має зменшити швидкість ще на для того, щоб зрівнятися з орбітальною швидкістю Марса навколо Сонця та увійти на орбіту навколо планети«Rockets and Space Transportation».. Для порівняння, запуск космічного корабля на низьку навколоземну орбіту вимагає зміни швидкості на величину близько .

Гоманівські траєкторії

Протягом багатьох років під економічними міжпланетними польотами мали на увазі використання гоманівських перехідних траєкторій. довів, що в орбітальній механіці маршрутом перельоту між двома орбітами з найменшими витратами енергії є еліптична орбіта, що утворює дотичну до початкової та цільової орбіт. У випадку міжпланетних польотів до віддаленіших планет це означає, що космічний корабель стартує з орбіти, близької до орбіти Землі навколо Сонця так, щоб друга зміна швидкості відбулася в афелії, тобто у протилежній від старту точці відносно Сонця. Космічний корабель, який використовує такий маршрут під час подорожі із Землі на Марс, витратить на політ близько 8,5 місяців. Правильно спланований маневр дозволить досягти орбіти Марса поблизу моменту проходження планетою точки другої зміни швидкості, що дозволить одразу вийти на орбіту навколо планети.

Подібні розрахунки гоманівських перельотів застосовні до будь-яких пар орбіт, наприклад, це найпоширеніший спосіб відправлення супутників на геостаціонарну орбіту, після їх виведення на низьку навколоземну опорну орбіту. Гоманівський переліт займає час, близький до половини періоду обертання зовнішньої орбіти, що в разі зовнішніх планет складе більше кількох років і малопрактично для пілотованих польотів через питання збереження корисного навантаження. Також переліт заснований на припущенні, що в точках початку та кінця маневру відсутні великі тіла, що правильно при зміні навколоземних орбіт, але потребує складніших розрахунків при міжпланетних польотах.

Гравітаційна праща

Маневр гравітаційної пращі використовує гравітацію планет та їхніх супутників для змінювання швидкості та напрямку польоту космічного корабля без використання палива. Типово в маневрі використовують проліт поблизу третьої планети, яка зазвичай розташована між орбітами відправлення та призначення, за якого змінюється напрямок польоту. Завдяки приросту швидкості загальний час руху значно скорочується, або до кінцевої точки доставляється більший вантаж. Прикладом використання пращі є два апарати програми «Вояджер», які використовували серію маневрів біля кількох зовнішніх планет Сонячної системи. У внутрішній частині Сонячної системи такі маневри використовувати складніше, хоча їх застосовують при прольотах повз прилеглі планети, наприклад, Венеру, а іноді навіть використовують Місяць для початку польоту до зовнішніх планет.

Маневр пращі може змінити швидкість корабля тільки відносно третього, не залученого до маневру об'єкта, спільного центра мас або Сонця. Під час маневру відносні швидкості корабля і об'єкта, що облітається, не змінюються, наприклад, якщо корабель підлетів до Юпітера з певною швидкістю відносно нього, то й залишить Юпітер він з тією ж швидкістю. Однак завдяки додаванню швидкості віддалення від Юпітера зі власною орбітальною швидкістю планети, відбувається зміна напрямку польоту та швидкості апарата. Сонце не можна використати для міжпланетного маневру гравітаційної пращі, оскільки зірка практично нерухома відносно решти системи, що обертається навколо Сонця. Це можна використати лише в гіпотетичних польотах за межі сонячної системи, щоб послати космічний корабель або зонд в іншу частину галактики, оскільки Сонце обертається навколо центра галактики Чумацький Шлях.

Маневр Оберта Маневр Оберта полягає в увімкненні двигунів апарата в момент або поблизу найбільшого зближення з планетою (у перицентрі). Використання двигуна при заході в гравітаційний колодязь дозволяє отримати виграш у підсумковому прирості швидкості апарата, завдяки перетворенню додаткової частини кінетичної енергії використаного палива в кінетичну енергію апарата. Вимагає порівняно близького зближення з великим тілом і використання двигуна з високою тягою, не підходить для апаратів, забезпечених лише двигунами низької тяги, наприклад, іонними.

Хаотичні орбіти