היתרון הגדול של הניטרינים הנו גם חסרונם הגדול. מכיוון שניטרינים חופשיים כמעט לגמרי מאינטראקציה עם חומר, נדרשים גלאים בעלי מסה גדולה מאד בכדי לגלותם. בנייתם של גלאים בעלי מסה של אלפי טונות נדרשה כדי לאפשר גילוי של ניטרינים המיוצרים בשמש, ושל ניטרינים שנפלטו בפיצוץ של כוכב מסיבי (סופר-נובה) בגלקסיה שלנו. לגילויים של ניטרינים אלה היו השלכות מרחיקות לכת. גילוי זה אפשר לראשונה להעמיד למבחן את התיאוריות המתארות את אופן ייצור האנרגיה בכוכבים, ואת תהליך הקריסה של גרעין כוכב מסיבי, המוביל לפיצוצו. בנוסף לכך, גילוי הניטרינים מהשמש הראה כי המודל הבסיסי המתאר חלקיקים אלה אינו שלם. למדנו, למשל, כי לניטרינים יש מסה (קטנה), בניגוד להנחת ה"מודל הסטנדרטי", על פיה הניטרינים הם חסרי מסה.

הגלאים הקיימים של ניטרינים לא יאפשרו גילוי של מקורות מחוץ לגלקסיה שלנו. בכדי להרחיב את האופק של אסטרונומית הניטרינים אל קצה היקום הנראה, למרחקים "קוסמולוגיים", נבנים בשנים האחרונות גלאי ניטרינים האמורים להגיע למסת גלאי של כמיליארד טונות. "טלסקופי" ניטרינים אלה ינסו לגלות מקורות חוץ-גלקטיים של ניטרינים בעלי אנרגיה גבוהה, פי מאה מיליון לערך מזו של ניטרינים המיוצרים בשמש. אחת ממטרותיהם העיקריות הינה זיהויים וחקירתם של "מאיצי חלקיקים קוסמולוגיים".

קיומם של עצמים אסטרונומיים המאיצים חלקיקים לאנרגיות גבוהות, פי מאה מליון לערך מהאנרגיה המושגת במאיצים מעשה ידי אדם, ידוע מתוך מדידות של קרינה קוסמית. אולם, זהותם של מאיצים אלה אינה ידועה, והתהליכים הפיסיקליים המאפשרים האצה לאנרגיות כה גבוהות אינם מובנים. על פי מיטב הבנתנו, תהליכים אלה קשורים בשחרור האנרגיה המתקבל בתהליך יצירתם של חורים שחורים. התקווה היא, כי טלסקופי הניטרינים הנבנים יאפשרו לפתור את חידת המאיצים הקוסמיים, וללמוד על האופן בו אנרגיה משוחררת ביצירת חורים שחורים.

בדומה לגילוי הניטרינים מהשמש, גילוי ניטרינים ממקורות חוץ-גלקטיים יאפשר ללמוד על התכונות הבסיסיות של ניטרינים. בנוסף לכך יש לזכור, כי עם פתיחת החלון החדש של הסתכלות על היקום בעזרת ניטרינים באנרגיות גבוהות, עלינו להיות מוכנים להפתעות. ייתכן, כי התגליות המרעישות ביותר יהיו שונות מאלה להן אנו מצפים כיום.

גלאי ניטרינים בניסוי AMANDA – בעומק 2000 מטר במעטה הקרח על הקוטב הדרומי.