L'esplorazione di Marte rappresenta uno degli obiettivi principali dell'ingegneria aerospaziale e richiede la capacità di progettare traiettorie interplanetarie efficienti dal punto di vista energetico, così da massimizzare la massa utile disponibile. Questo lavoro analizza diverse trasferte Terra-Marte nel decennio 2030-2040, con l'obiettivo di individuare le configurazioni che massimizzano la massa finale dello spacecraft, equivalenti alla minimizzazione del Delta V totale richiesto. La tesi introduce i fondamenti della dinamica orbitale e delle manovre che regolano il moto dei corpi celesti, descrive le caratteristiche delle trasferte interplanetarie e le condizioni geometriche che ne determinano la configurazione. Infine, vengono applicati i metodi indiretti della teoria del controllo ottimale per risolvere il problema di ottimizzazione della traiettoria nella fase eliocentrica.