De mensheid heeft nog geen ruimteschip gelanceerd dat expliciet gericht is op een andere ster, maar de eerste pogingen zijn onderweg in de vorm van voorlopige missies, technische studies en ondersteunende technologieën. De Pioneers, Voyagers en New Horizons glijden de interstellaire ruimte in, terwijl decennia van ontwerpwerk—van fusieraketten tot met laser aangedreven zeilen—sciencefiction hebben omgezet in technische blauwdrukken. In de 21e eeuw komen demonstraties van zonnezeilen, ruimteschepen op chipformaat, optische communicatie en onderzoek naar gerichte energie samen in concepten zoals Breakthrough Starshot, dat zich richt op gram-gewicht sondes die naar Alpha Centauri racen. Studies naar interstellaire "voorloper" missies proberen ver voorbij de heliosfeer te reiken als een opstapje. Dit zijn de voorbereidende fasen van een project dat in decennia, niet jaren, wordt gemeten, maar ze markeren de eerste concrete stappen van de mensheid om afgezanten naar andere sterrenstelsels te sturen.
De eerste interstellaire sondes waren niet gericht op specifieke sterren, maar werden toch onze eerste boodschappers naar de melkweg. Pioneer 10 en 11 en Voyager 1 en 2, gelanceerd in de jaren 70, gebruikten planetaire zwaartekracht om voldoende snelheid te krijgen om aan de greep van de zon te ontsnappen. Voyagers 1 en 2 zijn de heliopauze gepasseerd, waarbij ze het lokale interstellaire medium hebben bemonsterd en de reikwijdte van menselijke instrumenten voorbij de zonnewind hebben uitgebreid. New Horizons, na zijn ontmoetingen met Pluto en de Kuipergordel, zal ook in de interstellaire ruimte drijven, waardoor er extra context wordt gegeven over de buitenste heliosfeer.
Deze missies bieden praktische gegevens over de omgeving die een echte stersonde moet doorkruisen. Ingenieurs begonnen in de late 20e eeuw interstellaire reizen in gedetailleerde studies om te zetten. Het Project Daedalus van de British Interplanetary Society (jaren 70) onderzocht een robotische flyby naar een nabije ster met behulp van inertie-inkapselingsfusie, wat de enorme energie- en brandstoflogistiek onthulde die nodig is. NASA en het Project Longshot van de U.S. Naval Academy (eind jaren 80) schetsten een langdurige, door fusie aangedreven missie naar Alpha Centauri, waarbij de uitdagingen van voortstuwing, energie en navigatie werden belicht. Fysicus Robert Forward ontwikkelde ideeën over gestraalde zeilen, waarbij hij aantoonde hoe lasers of microgolven ultralichte zeilen naar aanzienlijke fracties van de lichtsnelheid kunnen duwen en zelfs theoretische vertraging mogelijk maken. Deze studies vormden de kernafwegingen van massa, energie, reistijd en missiearchitectuur die het veld nog steeds leiden. In de 21e eeuw beginnen de benodigde technologieën het laboratorium te verlaten.
JAXA's IKAROS (2010) en The Planetary Society's LightSail 2 (2019) toonden gecontroleerd zonnezeilen aan, en NASA's ACS3-missie in 2024 zette een zeil van de volgende generatie in met lichtgewicht composietbomen. Geminiaturiseerde avionica hebben gram-schaal "chipsats" plausibel gemaakt, terwijl optische communicatie een sprong maakte met NASA's Deep Space Optical Communications-demo in 2023–2024, een capaciteit die cruciaal is voor interstellaire afstanden. Breakthrough Starshot, aangekondigd in 2016, stelt zwermen wafer-schaal sondes voor die door een krachtige laserarray vanaf de grond naar Alpha Centauri worden voortgestuwd met tot 20% van de lichtsnelheid, een visie die werd aangewakkerd door de ontdekking van Proxima b. Lopend werk onderzoekt zeilmateriaal, straalcontrole, thermische limieten, stofbescherming en kleine hoge-g versnellingsmeters en stervolgers die nodig zijn voor navigatie.
Korte-termijnstappen zijn gericht op het overbruggen van de kloof met ambitieuze maar haalbare voorlopers. Het Interstellar Probe-concept onder leiding van Johns Hopkins APL zou honderden tot duizend astronomische eenheden in ongeveer 50 jaar doorkruisen, en ongekende metingen van de buitenste heliosfeer en het lokale interstellaire medium terugbrengen. Studies zoals Project Lyra hebben ultra-snelle missies verkend met behulp van zonne-Oberth-manoeuvres om interstellaire bezoekers te achtervolgen, waarbij trajecten en voortstuwingsvereisten worden geïllustreerd die relevant zijn voor stervluchten. Elke gestraalde voortstuwingsarchitectuur moet omgaan met gigawatt- tot terawattvermogen, atmosferische turbulentie en veiligheids- en regelgevingskaders voor grote laserarrays, wat de interesse wekt in gefaseerde arrays en adaptieve optica of ruimtegebaseerde platforms.
Als deze obstakels gestaag worden verminderd, zou later deze eeuw de eerste echte flyby-sonde naar een andere ster kunnen worden geprobeerd, gebaseerd op het zorgvuldige, cumulatieve werk dat zich vandaag ontvouwt.
