Dans un futur proche, l'astronaute Roy McBride, réputé pour son sang-froid à toute épreuve, est chargé d'une mission ultra-secrète aux confins du système solaire. Son père, célèbre pionnier de l'exploration spatiale porté disparu près de Neptune des années plus tôt, serait à l'origine d'un mystérieux phénomène menaçant l'existence même de la Terre. Roy doit traverser la Lune, Mars puis les confins du système solaire pour tenter de le retrouver et comprendre ce qui s'est réellement passé. Ce voyage vers les étoiles va devenir, pour lui, une véritable quête intérieure sur l'héritage et la solitude.
Ad Astra n'est pas tiré d'un livre mais d'un scénario original coécrit par James Gray et Ethan Gross, le cinéaste ayant annoncé le projet dès 2016 en expliquant vouloir proposer la représentation la plus réaliste possible du voyage spatial jamais montrée au cinéma. Gray s'est notamment inspiré du roman Au cœur des ténèbres de Joseph Conrad et du film Apocalypse Now de Francis Ford Coppola pour construire la structure narrative de sa quête, remplaçant le fleuve par l'immensité du système solaire. Le réalisateur voulait interroger la solitude propre aux astronautes, ces individus au tempérament souvent solitaire réunis pour des missions de longue durée en espace confiné, à l'aune d'une question plus large sur la possibilité que l'humanité soit seule dans l'univers. Le tournage a débuté à Los Angeles en août 2017, avant plusieurs reports de sortie et des reshoots réalisés après des projections tests peu concluantes.
La critique a salué la performance intérieure et retenue de Brad Pitt ainsi que la beauté visuelle du film, le consensus de Rotten Tomatoes évoquant un voyage visuellement fascinant à travers l'immensité spatiale, doublé d'une exploration ambitieuse du lien entre un père et son fils. Certains observateurs ont toutefois reproché au film une voix off jugée redondante et un rythme contemplatif pouvant dérouter les amateurs de science-fiction plus spectaculaire. Le public s'est montré partagé, le film obtenant une note CinemaScore assez moyenne, certains spectateurs saluant son ambition métaphysique tandis que d'autres l'ont trouvé trop lent ; Ad Astra n'a rapporté que 127 millions de dollars dans le monde pour un budget compris entre 80 et 100 millions. Ad Astra n'a pas été distingué par de récompense cinématographique majeure, mais a figuré dans plusieurs classements de fin d'année malgré un accueil commercial jugé décevant au regard de son budget.
James Gray s'est inspiré du roman Au cœur des ténèbres de Joseph Conrad et du film Apocalypse Now de Francis Ford Coppola, transposant leur structure de voyage initiatique vers l'inconnu dans le cadre de l'exploration spatiale. Le réalisateur a consulté les spécialistes du cinéma expérimental Gregory Zinman et Leo Goldsmith pour nourrir l'inspiration visuelle du film, dans une volonté de proposer la représentation la plus réaliste possible du voyage spatial. Après des projections tests peu concluantes, des reshoots ont été effectués sans la présence de Brad Pitt, alors indisponible, ce qui a nécessité un travail de montage particulier pour intégrer ces nouvelles scènes.
Ad Astra explore la solitude existentielle de l'être humain face à l'immensité de l'univers, à travers le prisme d'un fils cherchant à comprendre l'absence de son père. Le film interroge aussi l'héritage paternel et la difficulté de se construire à l'ombre d'une figure obsédée par une quête plus grande que l'humain, ainsi que la question métaphysique de savoir si l'humanité est réellement seule dans le cosmos.
Le titre Ad Astra, expression latine signifiant vers les étoiles, renvoie directement au voyage spatial entrepris par Roy McBride, mais évoque aussi de façon plus symbolique l'aspiration humaine à se dépasser et à atteindre l'inaccessible.
On peut rapprocher Ad Astra de 2001, l'Odyssée de l'espace pour sa dimension contemplative et métaphysique, ainsi que d'Apocalypse Now de Francis Ford Coppola, dont le film reprend largement la structure narrative transposée dans l'espace.