人类通过探索望满足自己对各个方面的好奇心，拓宽贸易路线，学习适应新环境。过去，我们只需要探索地球就足够了，而现在，我们把目光投向了离家很远很远的地方。光年之外的恒星系统——不仅因为我们的重点是寻找第二个地球，而且因为这个想法听起来非常浪漫和前卫，为有一天真的有必要到达它们。我们灿烂的太阳将在短短10亿年内毁灭地球的宜居性，因为它的亮度增加了10%。这足以蒸发地球上的海洋，使地球变得太热，我们无法生存。
太阳最近的邻居恒星是比邻星，一颗可能适合居住的系外行星围绕着比邻星运行，距离地球只有4.2光年。坦率地说，前往半人马座星系旅行，传统的火箭和现代的太空旅行方法都无法解决这个问题。我们使用带有低推力离子驱动器的飞行器、化学火箭和绕行星的重力机动来探索外层空间。最快的火箭，阿波罗10号，达到了每小时25000英里。然而，以这样的速度，我们仍然需要几十万年才能到达我们的星际邻居。我们需要一种方式，使我们能够在人的一生中到达那里。也就是说，我们需要一艘速度至少能达到光速10%的飞船。
经典火箭方程，也被称为齐奥尔科夫斯基火箭方程后，俄罗斯科学家推导出来的。齐奥尔科夫斯基火箭方程告诉我们，最大速度是基于燃料质量、排气速度(废气离开火箭发动机的速度)和飞船的总质量。我们的火箭需要比它们送入太空的飞船大很多的原因是因为速度和减速都需要飞船的某一部分作为燃料。如果一艘飞船的排气速度增加一倍，并且在接近目的地时不减速，这意味着它需要86%的燃料。如果想减速，那就需要98%的火箭燃料。将火箭的速度提高两倍并允许其减速会使这一数字更高，需要99.75%的燃料，而实际飞船的质量只剩下0.25%。
提议用我们现在拥有的火箭进行星际旅行将需要一个比可观测宇宙更大的燃料箱。那么我们可以用什么技术在短时间内穿越4.2光年的距离呢？
核弹并不一定要用于战争。我们可以用它们来探索宇宙的新角落。我们需要能量密度最大的燃料——将静止质量转化为能量，比如在太阳内部发生的聚变过程中。
如果我们增加200个核武库，我们就能引爆我们飞船后面的炸弹，用爆炸推动我们前进。总共需要30万颗炸弹，让它们占飞船质量的75%。在一个月的爆炸中，我们可以达到光速的10%，在保存了一半的燃料来减速后，我们将在90年内到达下一个恒星系统。当然，这是一次单程旅行，离开地球的人类不会是殖民新星球的人。
载人星际旅行的问题有各种各样的解决方案：低温冷冻、人工生命延长、多代飞船，或者人工智能，一旦人类胚胎到达这颗新行星，人工智能将帮助培育人类胚胎。每个人都有自己的问题需要克服。在20世纪50年代，“猎户座”计划曾考虑过使用炸弹爆炸进行旅行，尽管我们目前正处于一项禁止在太空引爆核弹的条约之下。
除此之外，聚变并不是将静止质量转化为能量的最有效方式。最有效的方法——接近100%——将是反物质驱动。我们可以用粒子加速器制造反物质。当一个物质粒子和反物质粒子相遇时，它们会互相毁灭，并留下它们的剩余质量作为可用的能量。每千克燃料的能量是上述聚变方法的50倍。这意味着仅仅10克反物质就能在一个月内把我们带到火星。消灭发动机喷嘴中的微粒，引导能量流推动我们前进。我们制造的反物质越多，我们就能走得越快，去比邻星旅行的时间短至3年左右。
这里的问题是反物质是缓慢的，危险的，而且制造极其昂贵。即使是我们在星际旅行中所需要的那一点点也超出了我们目前的能力范围。
行星学会将发射“光剑2号”，尝试在地球轨道上进行第一次受控太阳帆飞行。然而，用我们现有的材料，我们可以制造出一艘光速达到10%的光帆。光帆就像它听起来的那样——一个巨大的包着蓝宝石的帆，它是由我们从月球发射的巨大光束的能量推动的。这束光的能量相当于100座核电站，需要氦-3反应堆或太阳周围的太阳能电池板。
由史蒂芬·霍金支持的“突破摄星计划”使用小型“星芯片”连接到一个光帆上，光帆将从主船上展开，然后由强大的激光推进，达到20%的光速。寻找足够强大的激光是面临的主要问题，但研究人员希望在2036年之前能有一个原型。如果成功的话，那就意味着半人马座星系离我们只有20-30年的时间。
应该注意的是，超过10%的光速也会增加碰撞的机会。但是以如此快的速度航行，即使是非常小的空间碎片也有可能损坏飞船。这是另一种建议使用轻帆-发送一个或几个前面的船可以作为一种保护伞。空间不是一个空洞，即使看起来是这样。
美国国家航空航天局(NASA)委托绘制了曲速驱动器的草图。
星际旅行的其他可能性包括操纵空间结构的翘曲驱动器，以看似不可能的超光速推动我们前进，以及史瓦西·库格布利茨，它本质上是一个由黑洞驱动的引擎。我们可以通过在一个足够小的空间里聚集足够多的光来创造黑洞。来自黑洞的霍金辐射将为我们提供能量。实际上是世界能源消耗的1万倍。我们也可以用伽马射线压缩物质来产生黑洞，尽管两种方法中的激光都必须比产生的黑洞本身更强大。
与目前提到的所有方法略有不同的是巴萨德冲压发动机，它在太空中收集气体和尘埃的痕迹，将它们压缩，然后在飞船尾部的聚变火箭中用作燃料。它不携带自己的燃料——它从星际空间的介质中收集燃料。然而，幸运的是，我们太阳系内部和周围的区域特别薄，没有足够的气体和尘埃来为巴萨德冲压发动机提供动力。
在设计我们未来的飞船时，必须在速度和时间之间取得平衡，这就是所谓的等计算。我们不想让一艘载满乘客的船在几年后被一艘更新更快的船超越。但我们也不想等太久。
