Es ist im Prinzip nicht extrem schwierig, ein interstellares Raumschiff zu konstruieren: Wir haben bereits fünf gemacht, nämlich Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 und New Horizons. Alle diese Raumsonden bewegen sich mit Fluchtgeschwindigkeit aus dem Sonnensystem und werden eines Tages andere Sternensysteme erreichen.
Das Problem bei diesen Raumfahrzeugen aus praktischer Sicht besteht darin, dass sie alle Millionen von Jahren benötigen werden, um diese Sternensysteme zu erreichen. Obwohl diese Sonden in naher Zukunft keine anderen Sterne erforschen werden, senden einige von ihnen, insbesondere Voyager 2, bereits Daten über die Grenzfläche zwischen unserem Sonnenwind (der Heliosphäre) und dem diffusen interstellaren Medium zurück.
Wenn Sie ein interstellares Raumschiff bauen wollen, das seinen Zielstern in einer vernünftigen Zeit, sagen wir 50 Jahre, erreicht, dann erfordert dies einen Antrieb, der deutlich stärker ist als die chemischen Raketen, die extrem ineffizient sind. Mögliche Quellen umfassen Nuklear-, Impulsantriebs- und Kerngas-Kernreaktorvarianten, Sonnensegel, elektromagnetische Trägerraketen und Antimaterie-Antriebssysteme. Obwohl Antimaterie-Antriebe und EM-Träger eine ausgefeiltere Technologie erfordern würden, als wir sie jetzt haben, sind die Optionen für Nuklear- und Sonnensegel mit unserer derzeitigen Technologie in Reichweite.
In den 70er Jahren führte die British Interplanetary Society eine detaillierte Studie über ein interstellares Sondendesign durch, das es in nur fünfzig Jahren zu Bernards Stern (6 Lichtjahre entfernt) schaffen würde. Dieses interstellare Sondendesign verwendete einen nuklearen Impulsantrieb, was bedeutete, dass es Atombomben hinter sich schleuderte und sie einen Teil ihrer Energie auf Schubplatten übertragen ließen, die das Fahrzeug vorwärts beschleunigen würden. Basierend auf ihren Berechnungen könnte die Sonde Geschwindigkeiten von 10 % der Lichtgeschwindigkeit erreichen. Dies ist ungefähr die Grenze für nukleare Antriebe.
Mit Antimaterie- oder elektromagnetischen Trägerraketen könnten Geschwindigkeiten erreicht werden, die näher an der des Lichts liegen. Zu den technischen Herausforderungen für Antimaterie gehört es, sie in den erforderlichen Mengen herzustellen (wir können heute nur Pikogramme von Antimaterie für Millionen von Dollar herstellen) und sie angemessen einzudämmen. Herausforderungen für elektromagnetische Trägerraketen sind die Bereitstellung der notwendigen Energie (im Petawatt-Bereich) und der Länge (Hunderte von Kilometern), um eine interstellare Sonde nahezu mit Lichtgeschwindigkeit zu starten.