對於人類實現星際移民，科學家提出幾項有待完成的必備方案，當這些方案條件達成，人類在星際探索的路上，才能走得更遠。
1)發展星際探測器：
要尋找適合人類移居的星球，必須有更強和耗電更少的星際探測裝置。現時的行星和行星際探測器(Planetary and Interplanetary probe)，透過自主控制飛行軌道來解決低數據率極遠距離傳輸問題，它需要利用空間核能源進行能量供應，這對能源的需求是十分巨大，構成了長期探索的難題。最近量子工程科學家提出名為「星際種子發射器」的理論，就是把星際種子發射器藉航天飛機攜載升空，然後發射大量微克等級探測器，祇建造其它太空探測器的基礎信息，這就是可以由一個星際種子發射器發射數億個微型探測器，並且，這星際種子發射器僅需要汽車電池的能量，這樣耗電問題就得以解決了。
2)星際網絡導航系統：
現時採用的中斷容錯網絡系統(DTN)，雖然有能力做行星分配域名，選定目標行星，以及通過網絡搜尋優化星際航線的工作，不過，這系統現時依然需要依賴傳統的TCIP/IP方式，來處理涉及星際旅行相關的距離。通過使用TCIP/IP，暫時祇能基於火星谷歌搜索，可以優化飛行器從火星返回地球的時間。DTN系統必須建立在一個更具速度和覆蓋力更廣的星際網絡之上，才能引導飛行器走更遠的距離。
3)自我複製飛行器：
飛行器在太空飛行數十百載，持續飛行數百千萬公里後，不可能永久保持燃料和機件原好無缺。自我複製飛行器可以成為製造飛行器的小型工廠，利用太空中的殘骸和其它物質建造「初級飛船」，這樣在航行的漫長過程中，在宇宙中不斷製造無數自我複制飛行器，幫助人類抵達太空更遠的地方。
4)製成曲速引擎：
曲速引擎可使飛行器運行速度超過光速，這概念就像人在電動步道上行走時，他的整體速度超過了自己行走的步速，當飛行器可以超過光速飛行，它就能克服宇宙的限制條件，實現星際探索的各種方案。
5)黑洞彈弓效應：
在太空飛行，盡量用極小的燃料下實現光速飛行。方案是當太空飛船抵達兩個黑洞之間時，正確地瞄準目標星球，然後點燃火箭推進器，透過兩個黑洞形成的「彈弓效應」使飛行器利用雙黑洞引力實現高速太空飛行。
6)太空繁殖：
在沒有引力的太空環境下繁殖是一個難題。有發明家就提出了「合體太空服(2suit)」，設計是將一對男女宇航員裝入拉鏈太空服中進行性行為，這樣在漫長的航程中不斷繁衍，就可以一代一代的持續探索任務。
7)胚胎太空殖民：
宇航員花了很長時間在星際航程上，當他們抵達另一顆星球時，肯定已變得衰老。科學家就這問題提出一個方案，就是建立「 種子太空船」和「休眠太空船」的組合飛行器，宇航員生活在休眠太空船，當需要教養在種子太空船新生的嬰兒時才喚醒他們。休眠狀態可減低衰老過程，延長宇航員旅程的年日。
8)太空基因改良食物：
升空時所備用的食物和氧氣，在太空環境裡總會有用盡的一天，太空人就需要透過某些方法來獲得食物和制造氧氣。科學家必須通過一些基因改良技術，發展出一些樹木植物可以反射紫外線，還能有效地保存水分及生長，這樣，在太空艙或在某些暫留的星球上，也有食物維持生命。
9)太空資源運用：
NASA正進行的「就地資源利用(ISRU)」計劃，就是利用其它星球的資源製造人類長期殖民基地的必需品。他們打算在下一代火星車上裝配「MOXIE(火星氧氣就地資源利用實驗儀)」，該裝置能夠將火星大氣層有毒氣體分離成為氧氣和一氧化碳。預計每小時可以製造22克氧氣，這類方案可以在不斷前行的探索飛行器所到的星球上，轉化物資資源供字航員繼續前行。
