空间核反应堆可以提供一个高能量密度电源，具备不依赖太阳能工作运转的能力，并可以在诸如火星表面等极端恶劣环境下运转。美国研制的Kilopower反应堆可产生1-10千瓦的电力，并可连续使用十年之久。该反应堆原型动力系统使用固体、铸造铀-235反应堆堆芯。反应堆热量通过无源钠热管传递，热量通过高效斯特林发动机转化为电力。目前，美国宇航局正在与美国能源部合作进行测试，测试将持续到明年年初，其中Kilopower硬件设备还将进行连续约28小时的满功率测试，以解决很多技术问题和证明这项技术的可行性。其目标是通过测试将技术准备水平等级提升至第5级。科学家们将通过验证硬件设备如何工作来检验分析模型。测试的反应堆技术将可能满足未来美国宇航局的多项任务，为太空飞行发展做好准备。太空任务需要可靠的、持久的动力源，为航天设备提供推进并为实验装置和设备提供动力。放射性同位素热电发电机（RTGs）已被广泛作为卫星和诸如火星探测器Curiosity号等空间飞行器的动力源。 但几乎所有的RTGs都是由现在供不应求的钚-238来驱动的，因此，科学家们正努力为太空任务提供一个比RTG更好的选择。新的技术可以提供千瓦，最终可以演化为提供数百千瓦，甚至是兆瓦的电力。