Los puntos de Lagrange son posiciones donde un cuerpo pequeño puede orbitar en sincronía con dos masas más grandes. Por qué L1, L2 y L3 son inestables pero útiles, por qué L4 y L5 son estables y antiguos, y qué cuesta mantener la órbita halo del JWST en L2.
¿Cómo generan energía las naves espaciales? Desde células solares de silicio degradadas por la radiación de partículas hasta los RTG alimentados con plutonio que funcionan durante décadas — la ingeniería de los sistemas de energía de las naves espaciales y las restricciones que determinan qué tecnología se ajusta a qué misión.
El impulso específico (Isp) es la métrica de rendimiento más importante en la propulsión de cohetes. Qué significa físicamente, cómo se deriva de la velocidad de escape, por qué gobierna la arquitectura de misión, y cómo se compara cada tipo de propulsión — desde el gas frío hasta los propulsores iónicos.
La propulsión térmica nuclear logra el doble de eficiencia de combustible que los mejores cohetes químicos. Cómo NERVA demostró la tecnología en 1968, por qué fue cancelada, y qué significan DRACO y Centaur Z para la próxima generación de misiones al espacio profundo.
La radiación espacial es el problema no resuelto más grave de la exploración humana en el espacio profundo. Cómo funcionan los cinturones de Van Allen, qué les hacen los rayos cósmicos galácticos a la biología y a la electrónica, y por qué la dosis de tránsito a Marte sigue siendo una restricción dura en la arquitectura de misión.
Los motores iónicos y los propulsores de efecto Hall aceleran xenón a 30–80 km/s y funcionan durante años. Cómo funciona la propulsión eléctrica, por qué no puede lanzar desde la Tierra, y cómo Dawn, Hayabusa2 y BepiColombo redefinieron lo que pueden hacer las naves pequeñas.
¿Cómo llegan las naves a los planetas exteriores sin cargar cantidades imposibles de combustible? La física de las transferencias de Hohmann, la asistencia gravitacional y el efecto Oberth — por qué la mecánica orbital es el arte de hacer más con menos.