הקורס מקנה הבנה של האתגרים הרבים העומדים בפני הגעה לחלל ושהייה ותפקוד בו, כולל בגרמי שמיים מחוץ לכדור הארץ ושל הפתרונות הטכנולוגיים לאתגרים אלה.
הבעיה העיקרית העומדת בפני שהייה ותפקוד בחלל היא שגופנו בנוי לתפקד בתנאים הנוחים (יחסית) שמספק לו כדור הארץ, כוכב הלכת שלנו: לחץ אוויר, חמצן, טמפרטורות המאפשרות חיים, מים, מזון, קיום של משקל ועוד. כל אלה אינם קיימים כלל, או שונים מאד, בשהות בחלל ועל פני גרמי שמיים אחרים, כגון הירח, כוכב הלכת מאדים ואסטרואידים. בעיה נוספת היא התגברות על כוח הכבידה (גרביטציה) שמפעיל עלינו כדור הארץ כדי להתרחק – מאות, מאות-אלפים או אף מיליוני קילומטרים – מפניו.
מנועים אדירים של משגרים הם שמאפשרים לחלליות למיניהן להינתק מפני כדור הארץ ולהגיע למסלול חללי. המשגרים צריכים להתגבר הן על הכבידה והן על החיכוך באטמוספרה. על אתגרים אלו מצליחה טכנולוגיית החלל להתגבר, כולל טכנולוגיית החלל להצבת לוויינים ישראלים כולל לווייני אופק הישראלים.
בשיגור מאויש יש להתחשב גם באתגר הגדול שמטילה על גוף טייסי החלל התאוצה הגדולה ("כוחות ג'י"), שמעמידה את מערכות הגוף באתגרים קשים ביותר. לאחר היציאה למסלול חללי, קביעת מסלול הקפה סופי, או אף יציאה מהמסלול הראשוני למסלולים גבוהים יותר (למשל ללוויינים גאוסטציונריים, כמו לווייני עמוס הישראלים) וכן ליציאה אל גרמי שמיים אחרים (כמו החללית הישראלית בראשית לירח, או השיגורים של אסטרונאוטים אמריקנים לירח לפני כחמישים שנה) היא מעט קלה יותר.
טיסות מאוישות מעמידות אתגרים טכנולוגיים קשים, כדי להתחשב במגבלות ובצרכי גוף האדם. אחד האמצעים הוא חליפות חלל (למשל להליכות חלל) המספקות לאסטרונאוטים את התנאים הדרושים לקיום ולתפקוד בתנאים העוינים מאד שבחלל.
בקורס נעמוד על הקשיים בהגעה ובשהייה בחלל – בחלל הקרוב מאד (תחנת החלל, טלסקופים חלליים כמו האבּל), ובשהייה רחוק מכדור הארץ (על הירח) או רחוק מאד ממנו, כולל מסעות מתוכננים לכוכב הלכת מאדים.
