Άνω: Η σχάση, η ίδια διαδικασία διάσπασης των πυρήνων που χρησιμοποιείται στα σύγχρονα εργοστάσια παραγωγής ισχύος, είναι ένας τρόπος παραγωγής μεγάλων ποσών ισχύος για την πρόωση των διαστημοπλοίων. 

Για να λειτουργήσει ένα σύστημα EP της τάξης των Megawatt, χρειαζόμαστε μια πηγή και μεγάλης ενέργειας και μεγάλης ισχύος. Όπως εξηγεί ο  John Cole, διευθυντής του Ερευνητικού Προγράμματος Καινοτόμων Προωστικών Συστημάτων, " Η ενέργεια είναι ο πιο σπουδαίος παράγοντας, αλλά η ισχύς, δηλαδή η ενέργεια ανά μονάδα χρόνου, είναι αυτή που καθορίζει την επιτάχυνση. Τα πυρηνικά καύσιμα παρέχουν άφθονη ενέργεια, και κατ' αρχήν και άφθονη ισχύ επίσης. Οι ηλιακές συστοιχίες παρέχουν ανεπαρκή ισχύ για να επιταχύνουν τα διαστημικά οχήματα σε επίπεδα τέτοια ώστε να μας επιτρέπουν μικρούς χρόνους ταξιδιού."  

                                                                
Οι πηγές ισχύος με ραδιοϊσότοπα, όπως πχ το σύστημα RTG του Voyager,δίνουν αρκετή ενέργεια σε μεγάλα χρονικά διαστήματα, αλλά όχι και αρκετή ισχύ. Μπορούν να δώσουν μερικές μόνο δεκάδες ή εκατοντάδες watts. Για να πάρουμε kilowatts έως megawatts ισχύος, πρέπει να καταφύγουμε στην πυρηνική σχάση, λέει ο Les Johnson, του Προγράμματος Προχωρημένων Διαστημικών Μεταφορών της NASA.

Δεξιά: Η ραδιενεργός διάσπαση που φαίνεται στην εικόνα, είναι η πηγή ενέργειας για τα RTG. Δεν είναι τόσο ισχυρή όσο η πυρηνική σχάση.

Η σχάση κατά την οποία ένα νετρόνιο συλλαμβανόμενο από ένα πυρήνα προκαλεί τον διαχωρισμό του πυρήνα σε 2 ραδιενεργά ισότοπα, αποτελεί την διαδικασία με την οποία παράγεται ηλεκτρική ενέργεια σε μεγάλα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας στη Γη. Ένας αντιδραστήρας σχάσης είναι ικανός να παράγει αρκετή ηλεκτρική προώθηση, ώστε να μεταφέρει ένα διαστημικό όχημα πέρα από το εσωτερικό ηλιακό σύστημα. Έχει μεγάλη διάρκεια και αρκετή ισχύ για την εκτέλεση περίπλοκων επιστημονικών ερευνών, υψηλούς ρυθμούς μετάδοσης δεδομένων και περίπλοκες μανούβρες του οχήματος. 

Οι δυνατότητες της σχάσης είναι εντυπωσιακές, αλλά δεν ικανοποιούν τις απαιτήσεις του John Cole, ο οποίος θέτει την απαίτηση της μεταφοράς ανθρώπων στους εξωτερικούς πλανήτες και την επιστροφή τους στη διάρκεια ενός έτους. Η πυρηνική σχάση παράγει αρκετή ενέργεια, αλλά όχι αρκετή ισχύ για τις απαιτούμενες επιταχύνσεις. Η NASA σχεδιάζει ένα σύστημα πτήσης 300KW, που θα χρησιμοποιεί πυρηνική σχάση. Αλλά για να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις του Cole χρειάζεται πολύ υψηλή ειδική ισχύς, δηλαδή ισχύς ανά μονάδα μάζας. Τρεις φορές υψηλότερη από αυτή που μπορεί να δώσει σήμερα ένας αντιδραστήρας σχάσης. Για το σκοπό αυτό πρέπει να περάσουμε στους αντιδραστήρες σύντηξης. Την διαδικασία δηλαδή με την οποία παράγουν την ισχύ τους ο Ήλιος και τ' αστέρια.  

Επάνω: Κάθε άστρο που βλέπουμε στο νυχτερινό ουρανό είναι ένας αντιδραστήρας σύντηξης. Οι επιστήμονες θα ήθελαν να δαμάσουν μια τέτοια πηγή ισχύος, για την προώθηση διαστημοπλοίων και την αποίκηση του διαστήματος. 

Η σύντηξη, η οποία ελευθερώνει ενέργεια συνενώνοντας παρά διασπώντας πυρήνες, θα μπορούσε κατ' αρχήν να δώσει gigawatts καθαρής ενέργειας. Όμως τα προωστικά συστήματα σύντηξης, όπως τα αντιλαμβανόμαστε σήμερα, θα ήταν πολύ μεγάλα και θα απαιτούσαν ένα όχημα τόσο μεγάλο όσο ο διαστημικός σταθμός, που θα ζύγιζε εκατοντάδες τόνους αν και το βάρος είναι κάτι που μπορεί να περιοριστεί με την έρευνα. 

Οι μηχανές σύντηξης θα ήταν πολύ αποτελεσματικές, με ειδική ώθηση 100.000 δευτερολέπτων. Αν υποτεθεί ότι θα μπορούσαμε να εκτοξεύσουμε ένα σύστημα προώθησης με σύντηξη, σε 10 χρόνια από σήμερα, αυτό θα μπορούσε να προλάβει το Voyager και να μας το φέρει πίσω, λέει ο Cole. Με τέτοια ισχύ και ταχύτητα θα μπορούσαμε να συντομεύσουμε σημαντικά τα διαστημικά ταξίδια ώστε να περιοριστούν τα καταστροφικά αποτελέσματα της κοσμικής ακτινοβολίας επί των αστροναυτών και να περιοριστεί η απώλεια ωστικής μάζας που γεννά η παρατεταμένη έκθεση σε καθεστώς έλλειψης βαρύτητας. 

Ίσως υπάρχει κάτι ακόμα καλύτερο από την σύντηξη. Ένας προωθητικός μηχανισμός που παίρνει ισχύ από την εξαΰλωση ύλης-αντιύλης, θα είχε ειδική ώθηση 2.000.000 δευτερολέπτων σύμφωνα με τον Cole 

Ακούγεται σαν επιστημονική φαντασία, αλλά οι ερευνητές μαθαίνουν να δημιουργούν και να αποθηκεύουν μικρά ποσά αντιύλης στα εργαστήρια. Μια φορητή ηλεκτρομαγνητική παγίδα αντιύλης στο πανεπιστήμιο Penn State, για παράδειγμα, μπορεί να συγκρατήσει 10 δισεκατομμύρια αντιπρωτόνια. Αν μπορέσουμε να μάθουμε πως να χρησιμοποιούμε με ασφάλεια αυτή την αντιύλη, θα μπορούσαμε να διοχετεύσουμε λίγη σε ένα ρεύμα αερίου υδρογόνου και να δημιουργήσουμε προώθηση. Εναλλακτικά λίγη αντιύλη θα μπορούσε να διοχετευθεί σε ένα αντιδραστήρα σύντηξης ώστε να χαμηλώσει τις θερμοκρασίες που είναι απαραίτητες για να ξεκινήσει μια αντίδραση σύντηξης. 

Δεξιά: Αυτή η παγίδα Penning δημιουργήθηκε στο πανεπιστήμιο Penn State για να αποθηκεύει αντιπρωτόνια.

"Η προώθηση δεν είναι ο μοναδικός λόγος για να επιμείνουμε πυρηνικά " παρατηρεί η Colleen Hartman, διευθυντής των τμημάτων ηλιακής εξερεύνησης της  NASA. "Τα συστήματα επί του σκάφους ωφελούνται επίσης. Η ισχύς που περισσεύει είναι σα να ανάβεις τα φώτα του Las Vegas αντί για μια απλή λάμπα. Μας δίνει μεγαλύτερη ευελιξία σε ολόκληρη την αποστολή και στις επικοινωνίες." 

Το πρόγραμμα για την προσεδάφιση στον Άρη και το κινητό εργαστήριο που θα μεταφερθεί εκεί και σχεδιάζεται για εκτόξευση γύρω στο 2009, θα αναβαθμιστεί από τη χρήση ηλιακής σε χρήση πυρηνικής ισχύος. Χρησιμοποιώντας πυρηνική ισχύ στο όχημα, θα επεκτείνουμε τη διάρκεια της αποστολής από 3-6 μήνες [με χρήση ηλιακής ισχύος], σε 5 χρόνια [με χρήση ισχύος από ραδιοϊσότοπα], λέει ο Ed Weiler, προϊστάμενος του τμήματος Επιστήμης του Διαστήματος της NASA. Το εύρος του φάσματος που θα χρησιμοποιηθεί για τις τηλεπικοινωνίες θα επεκταθεί επίσης και το όχημα θα μπορεί να μετακινείται επί της επιφάνειας του Άρη και να εργάζεται ολόκληρο το 24ωρο. Καθετί αυξάνεται κατά ένα παράγοντα 10 όταν επιβιβάσουμε ένα σύστημα RTG σε μια αποστολή. 

Καθώς ανεβαίνουμε την κλίμακα από τον Mars Lander σε μια ανθρώπινη αποστολή στον Άρη, απαιτείται περισσότερη ισχύς. Περίπου 30 KW για την θέρμανση και ψύξη της ανθρώπινης κατοικίας, για την λειτουργία υπολογιστών και φώτων, για την παραγωγή οξυγόνου, την ανακύκλωση του νερού, και την επαναφόρτιση των μπαταριών, λέει ο Jeff George. Για μια αποστολή μακράς διαρκείας, δεν θα έχουμε το είδος της ενέργειας που θα μπορέσει να μας γυρίσει πίσω σε περίπτωση κινδύνου, προσθέτει ο Gary Martin, βοηθός διευθυντή για τα προχωρημένα προγράμματα του γραφείου πτήσεων της NASA. " Πρέπει να κατασκευαστούν πράγματα με υψηλότατο βαθμό αξιοπιστίας αυτοεπισκευαζόμενα, και με αυτόνομες αποφάσεις αν τους συμβεί κάτι. Τυχόν σπασμένα μέρη θα πρέπει να κατασκευαστούν ή να επιδιορθωθούν επί τόπου. Δεν μπορούμε να μεταφέρουμε ανταλλακτικά. Διαδικασίες που απαιτούν αυξημένη ισχύ, όπως η κατασκευή διαφόρων εξαρτημάτων ή η παραγωγή καυσίμων θα απαιτήσει ακόμα άλλα 60KW", σύμφωνα με τον George. 

Αριστερά: Η πρώτη αποικία επί του Άρη θα χρειαστεί οπωσδήποτε αρκετή ισχύ.

Τέλος πρέπει να σημειωθεί ότι μια πηγή ενέργειας δεν καλύπτει όλες τις ανάγκες μας. Εξετάζοντας συνολικά μια μεγάλη αποστολή βλέπουμε ότι χρειαζόμαστε υψηλή ηλεκτρική ισχύ για την προώθηση στο διάστημα μεταξύ των πλανητών, χρειαζόμαστε αξιοπιστία και υψηλή ενέργεια χημικής μορφής για την προώθηση σε προσεδαφίσεις και αποκολλήσεις από την επιφάνεια των πλανητών, και χρειαζόμαστε τέλος δυνατότητα αποθήκευσης χημικής ή ηλιακής ενέργειας ώστε να ζήσουμε και να εργαστούμε στην επιφάνεια ενός πλανήτη. Τα ρομπότ θα μπορούν να χρησιμοποιούν ενέργεια από ραδιοϊσότοπα. Επίσης θα χρειαστούμε ισχύ από πυρηνικό αντιδραστήρα και τέλος μεταφορά ισχύος χωρίς καλώδια. 

Οι επιλογές είναι πολλές, αλλά ένα πράγμα είναι καθαρό: Οπουδήποτε και αν πάμε στο διάστημα, και ότι και αν κάνουμε εκεί έξω, θα χρειαστούμε περισσότερη ενέργεια και ισχύ.