Un sistema di propulsione alternativo ai convenzionali razzi chimici: questo il motivo che ha spinto le ricerche sulla propulsione nucleare spaziale. Da un punto di vista strettamente fisico, la ragione è ben illustrata dalla tabella sotto (tratta da questa pubblicazione).
| SORGENTE | DENSITA’ ENERGIA | MAX. DENSITA’ DI POTENZA |
| LH2-LOx (Combustione) | 13 MJ/kg | limitato solo dalla capacità ingegneristica |
| Decadimento Pu238 | 2’100’000 MJ/kg | 0,54 kW/kg |
| Fissione U235 | 82’000’000 MJ/kg | limitato solo dalla capacità ingegneristica |
| Fusione D-He3 | 354’000’000 MJ/kg | limitato solo dalla capacità ingegneristica |
| Antimateria | 90’000’000’000 MJ/kg | limitato solo dalla capacità ingegneristica |
dove si confrontano energia e potenza per unità di massa dei vari sistemi propulsivi.
Visto che la tecnologia difficilmente metterà a disposizione a breve sistemi basati sull’antimateria (ma anche a fusione…), ecco che la fissione è l’unica tecnologia che in tempi ragionevoli può costituire una valida alternativa ai razzi a combustibile chimico.
Un consistente studio effettuato in collaborazione con la NASA e terminato nel 1972 (denominato NERVA) ha dimostrato la fattibilità tecnica di questo tipo di soluzione (il programma fu chiuso perchè i fondi per l’esplorazione di Marte furono allora tagliati…). Il progetto fu comunque in grado di effettuare un test di funzionamento completo a terra.
Nel 2002 un altro progetto di ricerca fu avviato per studiare pa possibilità di usare un reattore per alimentare un propulsore a ioni (Prometheus). L’ultimo programma di ricerca americano(a parte quelli militari) è stato SNTP, terminato nel 1995.
Ulteriore possibilità è l’accopppiata reattore a fissione e propulsione ionica o elettrica. Uno studio preliminare è stato effettuato dalla UE (MEGAHIT).