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Dans l’espace, la distance la plus courte entre deux points est une ligne droite, comme sur le papier. Pourtant, les attractions gravitationnelles de la Terre, de la Lune et d’autres corps courbent toutes les trajectoires. C'est pourquoi un vol véritablement en ligne droite vers la Lune n'est pas pratique.
Chaque vaisseau spatial ressent l'attraction de la gravité, donc au lieu d'une trajectoire droite, il suit une ellipse, une parabole ou une hyperbole. La sonde Luna1 de 1959 a profité d'une très large orbite elliptique, effectuant le voyage en 34 heures, l'un des passages les plus rapides enregistrés.
Pour la plupart des missions, le chemin le plus économe en énergie est une ellipse de transfert de Hohmann qui commence près de la Terre et atteint la Lune à son point le plus éloigné. Apollo11, par exemple, a suivi cette route et a atteint la surface lunaire en cinq jours environ.
Pour approcher une ligne droite, vous devrez dépenser beaucoup plus de delta‑v, ce qui nécessitera du carburant supplémentaire et réduira la capacité de charge utile. En raison de ces compromis, il est peu probable que le record de 34 heures de Luna1 soit dépassé avec la technologie de lancement actuelle.