Von Neumannova sonda je hipotetska svemirska sonda dizajnirana da se samoreplicira koristeći sirovine koje se nalaze u bilo kojem zvjezdanom sustavu. Sonda je dobila ime po Johnu von Neumannu, matematičaru koji je dao mnoge važne doprinose znanosti. Jedan od njegovih doprinosa bila je prva rigorozna studija strojeva koji se samorepliciraju. Iako sam von Neumann nikada nije raspravljao o ideji korištenja strojeva koji se samorepliciraju za istraživanje svemira, ubrzo nakon njegove smrti 1957. koncept je počeo ulaziti u znanstvenu fantastiku i futurizam.
Prepuna napredne umjetne inteligencije i nanotehnologije, flota ovih sondi mogla bi pomoći u kolonizaciji cijele galaksije ili čak svemira. Mogli su nositi ljudske zigote, ili informacije potrebne za njihovo stvaranje, kako bi naselili novootkrivene svjetove bez muke ljudskih međuzvjezdanih svemirskih letova. Von Neumannova sonda mogla bi čak sadržavati emulacije ljudskih bića, pomažući pri donošenju odluka i analizi podataka.
Ako je brzina von Neumannove sonde i njezina sposobnost samoreplikacije dovoljno brza, sonde bi mogle omogućiti stvaranje kolonizacijskog valnog fronta sondi koje se eksponencijalno samorepliciraju, šireći se prema van pri značajnom djeliću brzine svjetlosti. Sonde bi se mogle programirati da terraformiraju planete po dolasku, pripremajući svjetove za buduće stanovnike.
Najpoznatije pojavljivanje von Neumannove sonde u fikciji bilo je u filmu Stanleyja Kubricka iz 1968., “2001: Odiseja u svemiru”, koji je ovu sondu prikazao kao crni monolit. Od tada se koncept pojavio u mnogim znanstveno-fantastičnim romanima i futurističkim djelima.
Oxfordski filozof Nick Bostrom tvrdio je da bi von Neumannova sonda trebala biti poslana sa Zemlje što je prije moguće, zbog ogromne oportunitetne cijene odgađanja svemirske kolonizacije, koncepta koji on naziva “astronomskim otpadom”. Resursi galaksije mogli bi se koristiti za održavanje ogromnog broja ljudi koji žive sretnim, ispunjenim životima, ali sada ti resursi jednostavno sjede u praznom hodu i troše se. Drugi vjeruju da je ovo gledište idealističko i egocentrično; i ukazuju na opasnosti od strojeva koji se samorepliciraju i pretvaraju svemir u pravi ‘astronomski otpad’. Jedan hipotetski alternativni oblik sonde, nazvan berserker sonda, teoretski bi mogao koristiti istu tehnologiju da onemogući život na svim svjetovima sterilizirajući svaki svijet koji dotakne – čak i zbrivši postojeći život. Ovaj bi se scenarij mogao odvijati kroz nepredviđene kvarove sonde ili kroz namjernu apokaliptičku tehnologiju.
Bez obzira na to je li von Neumannova sonda realizirana ili ne, pojam svemirskih samoreplicirajućih strojeva koji otvaraju put čovječanstvu ostaje vrlo stvarna mogućnost budućnosti.