Il n’est pas extrêmement difficile en principe de construire un vaisseau spatial interstellaire : nous en avons déjà fait cinq, à savoir Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 et New Horizons. Toutes ces sondes spatiales se déplacent à une vitesse de fuite du système solaire et atteindront un jour d’autres systèmes stellaires.
Le problème avec ces engins d’un point de vue pratique est qu’il leur faudra tous des millions d’années pour atteindre ces systèmes stellaires. Bien que ces sondes n’exploreront pas d’autres étoiles dans l’immédiat, certaines d’entre elles, notamment Voyager 2, renvoient déjà des données sur l’interface entre notre vent solaire (l’héliosphère) et le milieu interstellaire diffus.
Si vous voulez construire un vaisseau spatial interstellaire qui atteint son étoile cible dans un délai raisonnable, disons 50 ans, cela nécessite une forme de propulsion beaucoup plus puissante que les fusées chimiques, qui sont extrêmement inefficaces. Les sources possibles comprennent le nucléaire, les variantes de propulsion par impulsions et les réacteurs à noyau de gaz nucléaire, les voiles solaires, les lanceurs électromagnétiques et les systèmes de propulsion à antimatière. Bien que la propulsion à antimatière et les lanceurs EM nécessiteraient une technologie plus sophistiquée que celle que nous avons actuellement, les options de voile nucléaire et solaire sont à la portée de notre technologie actuelle.
Dans les années 70, la British Interplanetary Society a réalisé une étude détaillée d’une conception de sonde interstellaire qui serait capable d’atteindre l’étoile de Bernard (à 6 années-lumière) en seulement cinquante ans. Cette conception de sonde interstellaire utilisait une propulsion par impulsion nucléaire, ce qui signifie qu’elle lançait des bombes atomiques derrière elle, leur permettant de transférer une partie de leur énergie aux plaques de poussée, ce qui accélérerait l’engin vers l’avant. Sur la base de leurs calculs, la sonde pourrait atteindre des vitesses de 10 % de la vitesse de la lumière. C’est autour de la limite pour la propulsion nucléaire.
Avec l’antimatière ou les lanceurs électromagnétiques, des vitesses plus proches de celle de la lumière pourraient être atteintes. Les défis techniques pour l’antimatière consistent à la produire dans les quantités nécessaires (nous ne pouvons produire que des picogrammes d’antimatière aujourd’hui, pour des millions de dollars) et à la contenir de manière adéquate. Les défis pour les lanceurs électromagnétiques sont de fournir l’énergie (de l’ordre du pétawatt) et la longueur (des centaines de kilomètres) nécessaires pour lancer une sonde interstellaire à une vitesse proche de la lumière.