L’exploration de l’espace lointain (aussi appelée exploration de l’espace profond) est l’exploration de l’espace, au sein du Système solaire, ou à de plus grandes distances. Il s’agit d’une branche de l’astronomie, astronautique et de la technologie spatiale qui consiste à explorer les régions lointaines de l’espace. L’exploration spatiale est réalisée par des vols spatiaux habités (astronautique dans l’espace lointain) ainsi que par .
Jusqu’à présent, la sonde spatiale ayant décollé de la terre qui est allée le plus loin dans l’espace est Voyager 1. Le 5 décembre 2011, elle a atteint les limites du système solaire et est entrée dans l’espace interstellaire le 25 août 2012. Une exploration plus importante de l’espace n’est malheureusement pas possible dans l’immédiat, dû aux limitations concernant l’avancée technologique des moteurs des vaisseaux spatiaux.
Les technologies les plus susceptibles de faire avancer ces recherches sont l’antimatière, l’énergie nucléaire et la propulsion grâce à l’énergie de faisceaux. Cette dernière technologie semble être la plus porteuse pour ce qui est de l’exploration spatiale puisqu’elle utilise les lois de la physique et la technologie déjà développées pour d’autres usages.
En 2012, la DARPA (Agence pour les projets de recherche avancée de défense) a annoncé la remise d’un prix de (à l’astronaute retraitée Mae Jemison pour le développement d’un projet d’envoi d’astronautes en dehors du système solaire. Le but de Mae Jemison étant de susciter l’intérêt du grand public pour les prochains projets d’exploration spatiale lointaine. Au même moment que la remise du prix décerné à Mae Jemison, un colloque, le a eu lieu à Houston, permettant le financement de ces voyages d’exploration. Les autres sujets abordés furent par exemple : les problèmes de temps liés à la distance, les sciences de la vie lors d’un voyage spatial, les destinations possibles et leur milieu de vie, devenir une civilisation interstellaire, comment les technologies spatiales peuvent améliorer la vie sur terre, ou encore, les intérêts économiques de l’exploration spatiale.