miniatura|Visió artística d'una estació espacial orbitant a Mart. Una nau espacial es desacobla de l'estació utilitzant-se com a transbordador. El vol espacial interplanetari o viatge interplanetari és el viatge entre planetes dins d'un únic sistema planetari.Interplanetary Flight: an introduction to astronautics. London: Temple Press, Arthur C. Clarke, 1950 A la pràctica, els vols espacials d'aquests tipus són confinats per viatjar entre els planetes del sistema solar.
Assoliments actuals en els viatges interplanetaris Les naus espacials soviètiques del Programa Venera van ser les primeres a completar amb èxit un viatge interplanetari, entrar en l'atmosfera d'un altre planeta (Venera 3, 1966, o Venera 4, 1967), fer un aterratge controlat en el mateix (Venera 7, 1970) i enviar imatges i altres dades des de la seva superfície (Venera 9, 1975.)
Les sondes espacials guiades remotament han volat per tots els planetes del Sistema Solar, des de Mercuri fins a Neptú, amb la sonda New Horizons que va sobrevolar el planeta nan Plutó i la Dawn actualment orbitant el planeta nan Ceres. Les quatre naus espacials més distants (la Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 i Voyager 2) estan en camí de sortir del sistema solar.
En general, els orbitadors i mòduls de descens planetaris envien informacions més detallades i comprensives que les missions de sobrevol. Les sondes espacials han estat situades en òrbita al voltant de tots els cinc planetes: primer Mart (Mariner 9, 1971), llavors Venus (Venera 9, 1975; però els aterratges a Venus i les sondes atmosfèriques es van dur a terme fins i tot abans), Júpiter (Galileo, 1995), Saturn (Cassini/Huygens, 2004), i més recentment Mercuri (MESSENGER, març de 2011), i s'han rebut dades sobre aquests cossos i els seus satèl·lits naturals.
La missió NEAR Shoemaker l'any 2000 va orbitar el gran asteroide proper a la Terra, 433 Eros, i fins i tot va aterrar-hi amb èxit, encara que no havia estat dissenyat amb aquesta maniobra en un principi. La sonda d'ions japonesa Hayabusa l'any 2005 també va orbitar el petit asteroide proper a la Terra, 25143 Itokawa, aterrant-hi breument i retornar grans del seu material de la superfície cap a la Terra. Una altra missió propulsada per ions és la Dawn, que va orbitar el gran asteroide Vesta (juliol de 2011–setembre de 2012) i més tard es traslladà al planeta nan Ceres, arribant en març de 2015.
Els mòduls de descens controlats remotament com el cas del Viking, Pathfinder i dels dos Mars Exploration Rovers van aterrar en la superfície de Mart i diverses naus Venera i Vega van aterrar en la superfície de Venus. La sonda Huygens va aterrar amb èxit en la lluna de Saturn, Tità.
No hi ha hagut missions tripulades que han estat enviades a cap dels planetes del Sistema Solar. El programa Apollo de la NASA, no obstant això, va fer allunar dotze persones a la Lluna i van ser retornades a la Terra. El Vision for Space Exploration americà, originalment introduït pel President George W. Bush i posat en pràctica a través del programa Constellation, tenia com a objectiu a llarg termini enviar eventualment astronautes humans a Mart. No obstant això, l'1 de febrer de 2010, el President Barack Obama va proposar cancel·lar el programa en l'exercici fiscal del 2011. Un projecte anterior que va rebre una planificació significativa per la NASA va incloure un sobrevol tripulat de Venus en la missió Sobrevol Tripulat a Venus, però va ser cancel·lada quan el Apollo Applications Program es va tancar a causa de les retallades pressupostàries de la NASA a finals de 1960.
Raons pel viatge interplanetari Els costos i riscos dels viatges interplanetaris van rebre molta publicitat — els exemples espectaculars inclouen les avaries o errors complets de sondes no tripulades com el Mars 96, Deep Space 2 i Beagle 2 (l'article Llista de les sondes del sistema solar es proporciona una llista completa).
Molts astrònoms, geòlegs i biòlegs creuen que l'exploració del sistema solar proporciona coneixements que no es podrien obtenir mitjançant observacions des de la superfície terrestre o en òrbita. Però no estan d'acord sobre si les missions tripulades proven una contribució científica útil - alguns pensen que les sondes robòtiques són més barates i més segures, mentre que altres sostenen que, o bé els astronautes són aconsellats pels científics terrestres, o potències espacials assessorades per científics terrestres, es poden respondre amb major flexibilitat i intel·ligentment a les característiques noves o inesperades de la regió que estan explorant.
Els que paguen per aquest tipus de missions (principalment en el sector públic) tenen més probabilitats d'estar interessats pels seus beneficis o per a la humanitat en el seu conjunt. Fins ara, els únics beneficis d'aquest tipus han estat tecnologies "spin-off" que van ser desenvolupades per a missions espacials i després es va trobar de ser almenys tan útil que en altres activitats (la NASA va publicar els spin-offs de les seves activitats).
Altres motivacions pràctiques per als viatges interplanetaris són més especulatives, perquè les tecnologies actuals no estan encara prou avançades com per donar suport a projectes de prova. Però els escriptors de ciència-ficció tenen un historial bastant bo en la predicció de les tecnologies del futur - per exemple, els satèl·lits de comunicacions geosíncrons (Arthur C. Clarke) i molts aspectes de la tecnologia informàtica (Mack Reynolds).
Moltes històries de ciència-ficció (en particular les història de Grand Tour de Ben Bova) compten amb una descripció detallada de com es podria extreure minerals dels asteroides i energia a partir de fonts que inclouen els panells solars orbitals (sense obstacles pels núvols) i el potent camp magnètic de Júpiter. Alguns assenyalen que aquestes tècniques poden ser l'única manera de proporcionar els creixents estàndards de vida sense ser detinguts per la contaminació o per l'esgotament dels recursos de la Terra (per exemple el pic petrolier).
Finalment, la colonització d'altres parts del sistema solar impediria que l'espècie humana sigui exterminada per qualsevol esdeveniment possibles (vegeu extinció de la humanitat). Un d'aquests possibles esdeveniments és un impacte astronòmic com la que pot haver resultat en l'extinció del Cretaci-Paleogen. Encara que diversos projectes de resguard de l'espai que monitoreixen el sistema solar per objectes que poguessin sobrevolar o impactar amb la Terra, les actuals estratègies de mitigació d'asteroides estan en els inicis i sense revisar. Per fer la tasca més difícil, la condrita carbonatada són més aviat de sutge i, per tant, molt difícil de detectar. Encara que les condrites carbonàcies es creuen que són rares però algunes són molt grans i hi ha la sospita del "l'extinció dels dinosaures", que pot haver estat una condrita carbonosa.
Alguns científics, entre ells membres de la Space Studies Institute, argumenten que la majoria de la humanitat eventualment viurà a l'espai i es beneficiarà de fer-ho.
Tècniques de viatges econòmics miniatura|Òrbita realitzada per la sonda NEAR Shoemaker al voltant de 433 Eros el 19 de setembre de 2000, a una altitud de 100 km. El viatge interplanetari ha de resoldre dos problemes diferents de l'escapament del planeta d'origen: El planeta de la qual la nau espacial es mou comença al voltant del Sol a una velocitat diferent que el planeta perquè la nau espacial està viatjant, ja que els dos planetes es troben a diferents distàncies del Sol (a causa de la tercera llei de Kepler). Així que quan s'aproxima a la seva destinació, la nau espacial ha d'augmentar la seva velocitat si la destinació està més a prop del Sol, o disminuir la seva velocitat si la destinació està més lluny (suposant una òrbita de transferència de Hohmann). Si la destinació està més lluny, la nau espacial s'ha d'elevar "cap amunt" en contra de la força de la gravetat solar.
Fer això per la força bruta - l'acceleració en la ruta més curta cap a la destinació i, a continuació, si és que està més lluny del Sol, desaccelerant per igualar la velocitat del planeta - requeriria una quantitat extremadament gran de combustible. I el combustible requerit per la desacceleració i la velocitat d'igualació ha de ser llançat juntament amb la càrrega útil i, per tant, és necessari més combustible en la fase d'acceleració.
El canvi en la velocitat (delta-v) necessari perquè coincideixi amb la velocitat amb un altre planeta és sorprenentment gran. Per exemple Venus orbita al voltant de 5,2 km/s més ràpid que la Terra i Mart orbita a 5,7 km/s més lentament. Per posar aquestes xifres en perspectiva, la velocitat d'escapament de la Terra és al voltant d'11,2 km/segon. Així coincidir la velocitat de la llançadora espacial amb la de Venus o Mart requeriria un percentatge important de l'energia que s'utilitza per posar en marxa un servei de transport des de la superfície terrestre.
Transferències de Hohmann frame|Òrbita de Transferència de Hohmann: una nau espacial surt del punt 2 de l'òrbita de la Terra i arriba al punt 3 a Mart Durant molts anys, els viatges interplanetaris econòmics significaven utilitzar l'òrbita de transferència de Hohmann. Hohmann va demostrar que la ruta de menor energia entre dues òrbites és una "òrbita" el·líptica que forma una tangent a les òrbites de partida i de destinació. Quan la nau espacial arriba, un segon impuls tornaria a circular l'òrbita en la nova ubicació. En el cas de transferències planetàries això significa dirigir la nau espacial, originalment en una òrbita gairebé idèntica a la Terra, de manera que l'àpside de l'òrbita de transferència és al costat més allunyat del Sol, a prop de l'òrbita d'un altre planeta. Una nau espacial que viatja des de la Terra a Mart a través d'aquest mètode s'arriba prop de l'òrbita de Mart en uns 8,5 mesos, però pel fet que la velocitat orbital és major quan més a prop del centre de masses (és a dir, el Sol) i més lent quan és més lluny del centre, la nau que viatja molt a poc a poc i amb un petit impuls és tot el que es necessita per posar-lo en un òrbita circular al voltant de Mart. Si la maniobra es mesura el temps correctament, Mart "arribarà" en virtut de la nau espacial quan això succeeix.
La transferència de Hohmann s'aplica a qualsevol de les dues òrbites, i no només els que tenen planetes involucrats. Per exemple, és la forma més comuna de transferir satèl·lits en òrbita geoestacionària, quan es troba "aparcat" en òrbita terrestre baixa. No obstant això, la transferència de Hohmann pren una quantitat de temps similar a la mitjana del període orbital de l'òrbita exterior, de manera que en el cas dels planetes exteriors es tracta de molts anys - massa temps per esperar. També es basa en la suposició que els punts en ambdós extrems són sense massa, com en el cas quan es transfereix entre dues òrbites al voltant de la Terra, per exemple. Amb un planeta a l'extrem de destinació de la transferència, els càlculs es tornen molt més complexos.
Assistència o catapulta gravitatòria
miniatura|L'exemple simplificat de l'assistència gravitatòria: els canvis de velocitat de la nau és de fins a dues vegades la velocitat del planeta