ภารกิจ Stardust ของ NASA ประสบความสำเร็จในการบินภายในระยะ 236 กิโลเมตร (147 ไมล์) จากนิวเคลียสของ Comet Wild 2 ในเดือนมกราคม 2004 รวบรวมอนุภาคของดาวหางและฝุ่นระหว่างดวงดาวเพื่อส่งตัวอย่างกลับมายังโลกในปี 2006 ภาพถ่ายที่ถ่ายระหว่างการบินเข้าใกล้นิวเคลียสของดาวหางนี้แสดงให้เห็น ละอองฝุ่นและพื้นผิวขรุขระ การวิเคราะห์ตัวอย่างละอองดาวชี้ให้เห็นว่าดาวหางอาจซับซ้อนกว่าที่คิดไว้ในตอนแรก แร่ที่ก่อตัวขึ้นใกล้กับดวงอาทิตย์หรือดาวดวงอื่นๆ ถูกพบในตัวอย่าง ซึ่งบ่งบอกว่าวัสดุจากบริเวณด้านในของระบบสุริยะเดินทางไปยังบริเวณด้านนอกซึ่งเป็นที่ที่ดาวหางก่อตัวขึ้น อีกหนึ่งภารกิจของนาซา Deep Impact ดาวหาง  ประกอบด้วยยานอวกาศบินผ่านและเครื่องกระทบ ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2548 เครื่องกระทบถูกปล่อยเข้าไปในเส้นทางของนิวเคลียสของดาวหางเทมเพล 1 ในการชนตามแผน ซึ่งทำให้เครื่องกระทบกลายเป็นไอและขับวัตถุละเอียดที่เป็นแป้งจำนวนมากออกจากใต้พื้นผิวของดาวหาง ระหว่างทางไปสู่การชน กล้องกระแทกได้ถ่ายภาพดาวหางในรายละเอียดที่เพิ่มขึ้น กล้องสองตัวและสเปกโตรมิเตอร์บนยานอวกาศที่บินผ่านบันทึกการขุดค้นที่น่าทึ่งซึ่งช่วยกำหนดองค์ประกอบภายในและโครงสร้างของนิวเคลียส