Рассматривается задача оптимизации экспедиции пространственного перелёта космического аппарата (КА) к Фобосу. В первой части миссии КА стартует с орбиты искусственного спутника Земли, соответствующей выведению с Байконура, с 2020 по 2030 г и прилетает на Фобос. Далее КА проводит исследования на Фобосе, в том числе забор проб грунта, продолжительностью не менее 30 дней. Во второй части миссии КА летит обратно от Фобоса к Земле. Общая продолжительность экспедиции ограничена 1500 днями. Положение Земли, Марса и Фобоса соответствует эфемеридам DE424 и MAR097. Гравитационные поля Солнца, Марса считаются центральными ньютоновскими. Аналогично учитывается гравитационное поле Земли в первой части миссии, во второй части притяжение Земли не учитывается. Предполагается, что КА и Фобос представляют из себя непритягивающие материальные точки, их координаты и скорости в конечный момент первой части и начальный момент второй части совпадают. Моменты старта и финиша КА оптимизируются. В первой части КА оснащен двигателями большой и малой тяги, управление осуществляется величиной и направлением вектора реактивной тяги, во второй части — только двигателями большой тяги. Угловое положение КА на исходной стартовой окружности, моменты включения, выключения тяги оптимизируются. Минимизируются затраты массы. Рассматриваемая задача формализуется как задача оптимального управления и решается на основе принципа максимума Понтрягина. Краевая задача решается численно методом стрельбы с использованием модифицированного метода Ньютона и метода продолжения решения по параметру. Одной из трудностей, которые приходится преодолеть в ходе решения является перестройка структуры траектории. Производится сквозная оптимизация по параметрам задачи, оценивается возможный выигрыш при использовании комбинированной тяги по сравнению с использованием лишь двигателей большой тяги.