Las matemáticas se utilizan en astronomía para calcular rutas para satélites, cohetes y sondas espaciales. Además, las matemáticas se utilizan en el sistema de posicionamiento global, para transmitir mensajes cuando los datos están comprimidos y para codificar las imágenes y el modelado de elementos para construir naves espaciales.
Las matemáticas y la astronomía han estado estrechamente relacionadas desde su inicio. Uno de los fundadores de las matemáticas, Pitágoras de Samos, teorizó acerca de las esferas a las que está unido cada planeta. Claudio Ptolomeo, en el siglo II dC, desarrolló un modelo matemático geocéntrico del sistema solar que se utilizó hasta la época de Colón. Copérnico fue un matemático y astrónomo que desarrolló el modelo heliocéntrico del sistema solar.
En el siglo XVII, Johannes Kepler estudió matemáticamente las órbitas del planeta, mientras que Isaac Newton descubrió las leyes de la gravedad y describió el movimiento de los planetas entre sí. Las ecuaciones de Newton todavía se utilizan para calcular las fuerzas gravitacionales.
Como ejemplo moderno, los astronautas utilizan las matemáticas para dirigir un transbordador espacial que se mueve a una velocidad de 17,500 millas por hora a una estación espacial para un encuentro. Se deben realizar cálculos matemáticos complejos para que los dos objetos que se mueven a alta velocidad puedan encontrarse en un punto sin dañarse entre sí. Las herramientas matemáticas modernas, como el análisis de errores y el principio máximo, ayudan a optimizar las trayectorias de las naves espaciales.
