Acabo de cumplir 34 años. ¿Cuán realista es volver a la escuela para la ingeniería aeroespacial y esperar conseguir un trabajo si no me gradúo hasta que tenga casi 40 años?

Suponiendo que ya tiene una licenciatura en algún campo relacionado con STEM, entonces es completamente realista. De hecho, eche un vistazo a una universidad como Embry Riddle que tiene dos campus (prácticos) más una presencia en línea en todo el mundo.
Universidad Aeronáutica Embry-Riddle

Además, busque aquí una lista de universidades aeroespaciales en los EE. UU. (O desplácese a otros países):
Lista de escuelas de ingeniería aeroespacial.

Con una licenciatura STEM existente y varios años de experiencia general, es muy probable que haya un nicho para usted en el campo más amplio de ingeniería aeroespacial. Puede tomar algunos cursos de prerrequisitos de pregrado y luego obtener una Maestría en algún aspecto de la ingeniería aeroespacial. Fácil.

Esto supone que vive en los EE. UU. O Canadá o en un país que tiene una industria de ingeniería aeroespacial amplia y vibrante. De lo contrario, te estás engañando a ti mismo y estarías mejor en ingeniería mecánica.

Todo lo mejor.

No debería ser un problema en los países desarrollados, sea cual sea su edad. Pero sí, en los países en desarrollo puede haber criterios de edad en algunos de los trabajos del gobierno en el sector aeroespacial. No veo ningún problema para usted si tiene su sede en EE. UU., Reino Unido, Australia.