Ve sci-fi literatuře a filmech jaderná energie a vesmírné lety patří k sobě, skutečnost je v tomto ohledu ovšem mnohem chudší. Možná vás překvapí, že na oběžnou dráhu se funkční jaderné reaktory dostaly, šlo ovšem o krátkou epizodu v dějinách kosmonautiky.
Optimisté ovšem doufají, že by se to mohlo změnit. NASA totiž zakončila letos na jaře první ostré zkoušky reaktoru Kilopower určeného pro vesmírné mise. Podle všech informací proběhly úspěšně, a projekt je to nepochybně zajímavý, přesto si myslíme, že na oslavu je zatím brzy. Není však důvod si ho trochu nepředstavit.
INSPIRACE MADE IN USSR
Byť je Kilopower dnes ryze americký projekt, jeho kořeny jsou v podstatě mezinárodní. Je totiž přímo založen na ruském, respektive sovětském reaktoru TOPAZ II, který NASA z Ruska koupila v 90. letech (dokonce s Ruskem spolupracovala na společném vývoji pokročilejší technologie, ale vývoj byl v roce 1993 ukončen). 
Jak název napovídá, TOPAZ II byl druhý v řadě vesmírných reaktorů, který v SSSR vznikl. Byl také posledním a nejpokročilejším „vesmírným“ jaderným reaktorem, který tam vznikl. Prvním používaným byl typ BE-5, který fungoval asi na třech desítkách špionážních družic RORSAT. Měl ovšem poměrně malý elektrický výkon (v praxi cca 1 kW) a krátkou životnost zhruba čtyř měsíců.
Po něm vznikl pokročilejší TOPAZ, který se na oběžnou dráhu dostal v roce 1986, ovšem zřejmě jen ve dvou exemplářích. Reaktor vážil zhruba 320 kg, z toho palivo, kterým byl na 90 % obohacený uran, vážilo zhruba 12 kg. Reaktor vyráběl cca 150 kW tepla, ale elektrický výkon byl jen někde mezi 5 až 10 kW, protože reaktor využíval málo efektivní (termionický) způsob přeměny tepla na elektřinu. Více ale nebylo zapotřebí, pro dané využití to stačilo. Reaktor chlazený tekutým kovem s pracovní teplotou něco před 600 °C na oběžné dráze mohl takto fungovat zhruba rok.
TOPAZ II byl ještě o něco větší, měl více než dvojnásobné množství paliva (27 kg) s ještě větším stupněm obohacení (96 %); jinak byly charakteristiky velmi podobné. Tepelný výkon činil 135 kW, elektrický pak 6 kW. Ale palivo mělo stačit na tři roky provozu.
AMERICKÁ CESTA
USA měly vlastní projekty na využití jaderné energie v kosmu a v roce 1965 dokonce vypustili zkušební družici SNAPSHOOT s malým reaktorem s elektrickým výkon 650 W a malým iontovým motorem. Kilopower ovšem přesto nezapře inspiraci ruskými TOPAZy.
Je jim v mnoha ohledech podobný. Z hmotnostních důvodů samozřejmě také využívá vysoce obohaceného paliva a podobné jsou i další rysy konstrukce. K chlazení reaktoru se používá tekutý sodík (u TOPAZu to byla slitina sodíku a draslíku), má jednu kontrolní tyč pro řízení jaderné reakce a podobnou konstrukci beryliového reflektoru, který vrací část aktivní zónu opouštějících neutronů zase zpět, aby se zvýšila účinnost štěpení. Jde samozřejmě o technologie v principu známé i odjinud, ale není pochyb, že NASA ruské i své vlastní zkušenosti v tomto případě také zúročila. Ostatně to naznačuje i harmonogram projektu Kilopower, který běží od roku 2014. Kdyby měl vesmírný reaktor vznikat zcela od základu, za tak krátkou dobu by se ho podařilo postavit jen stěží. Prototyp přitom za sebou už má poměrně náročné zátěžové testy, včetně 28 hodin trvajícího ostrého provozu při pracovní teplotě přes 800 °C. 
Zkoušky, které probíhaly od konce loňského roku do letošního jara, také ověřovaly funkci systému na přeměnu tepla na elektrickou energii. V tomto ohledu se Kilopower od ruských reaktorů poněkud liší, protože používá účinnější Stirlingovy motory, jejichž účinnost se pohybuje zhruba kolem 20 % a se kterými má především NASA už své zkušenosti (využívaly se na sondách vybavených radioizotopovými generátory). V plné konfiguraci (zatím se zkoušela jen částečná a se slabšími Stirlingovými motory, aby byl test co nejlevnější) by měl tedy reaktor při zhruba 10 kW tepelného výkonu poskytovat 1 kW elektrického výkonu. To ovšem není pro reaktor nepřekonatelný strop. Systém je navržen tak, aby bylo možné reaktory skládat do větších celků s větším výkonem, které by výhledově mohly posloužit například jako zdroje tepla a elektřiny i pro větší objekty než vesmírné sondy. Jaké by to ovšem mohly být a kdy na ně dojde, to je zatím ve hvězdách (laskavý čtenář snad trochu dětinskou hříčku odpustí).
Nabízejí se dvě lákavé možnosti. Jaderné zdroje by mohly být vhodným zdrojem energie pro lety do velmi vzdálených koutů naší soustavy, kde je svit Slunce příliš slabý. Mohly by dodávat dostatek elektrické energie pro nepřetržitý chod například iontového motoru na sondě, což by mohlo poměrně výrazně zkrátit dobu trvání mise. Druhou možností je pro fanoušky kosmických letů snad ještě přitažlivější možnost využití jaderných zdrojů pro nějaké stálé objekty typu základen na Měsíci či Marsu, o kterých je snad ale lepší nespekulovat, protože jejich realizace se zatím zdá jen velmi vzdáleným snem. Jinak řečeno, plány na případné využití jaderných reaktorů v rámci amerického kosmického programu jsou prozatím jen velmi mlhavé.
Veliké plány na obnovení jaderného kosmického programu mělo Rusko. V jeho rámci měl vzniknout i veliký megawattový „kosmický“ reaktor, který by se dal použít například pro pohon letu k Marsu a pobyt na něm, uváděli představitelé Rosatomu ještě tak před pěti lety i pro česká média, a že kolem roku 2017, 2018 by mohly začít zkoušky celého systému.
Ovšem pokrok se nezdá být příliš výrazný, v tuto chvíli vlastně není jasné, zda projekt smysluplně pokračuje. Informací je tak málo, že se kvůli tomu nemá smysl ruskou iniciativou příliš zabývat. Třeba nás překvapí, zatím se ovšem spíše zdá, že podobně jako jiné zajímavé ruské projekty, i tento trpí nedostatkem financí. Je v podstatě jisté, že první start se neuskuteční letos, jak se na začátku dekády plánovalo.
STARÉ OSVĚDČENÉ
Většina čtenářů samozřejmě asi také ví, že jaderná energie se ve vesmíru už využívala v podobě tzv. radioizotopových zdrojů. Ty využitkovávají energii vzniklou při přirozeném rozpadu jader v daném materiálu, tedy nějakém radioaktivním izotopu. Obvykle se přitom samozřejmě volí materiály, které se rozpadají způsobem vhodným pro výrobu energie a také se rozpadají dostatečně ochotně, aby zdroj měl dostatečný výkon – primárně samozřejmě tepelný; z tohoto tepla se pak může vyrábět elektřina.
Vhodné jsou především látky, které se rozpadají tzv. alfa rozpadem, během kterého se z atomu uvolňuje alfa částice, tedy v podstatě jádro hélia (tj. He2+). Beta zářiče, čili látky při rozpadu produkující pozitron nebo elektron, jsou méně vhodné, protože tyto částice svou kinetickou energii odevzdávají materiálům přece jen méně ochotně. K zachycení a využití tepla alfa částic tak stačí podstatně slabší (a tedy i lehčí) vrstva materiálu, což je pro kosmické lety samozřejmě výhodou. Materiály mohou produkovat i záření gama (až na výjimky, jako nikl 63), které ovšem z energetického hlediska nemá smysl.
Velkou nevýhodou těchto zdrojů energie je, že jejich výkon v průběhu životnosti klesá a nelze s tím nic dělat. Velikou výhodou je jednoduchost. Radioizotopové generátory využívala celá řada historických i současných misí. Za všechny jmenuje například sondy Pioneer, Cassini či Voyager. Rozpad radioaktivních prvků také pohání marsovské „vozítko“ Curiosity.
Jistý problém je ovšem s produkcí vhodných izotopů pro tyto generátory. NASA jako „palivo“ používala především plutonium 238, které se vyrábělo ostřelováním terče z vhodného materiálu, tedy neptunia 237. K tomu může docházet ovšem jen ve speciálních reaktorech, které produkují potřebný proud (tok) neutronů. I proto, že produkce plutonia je bezpečnostním rizikem, výroba tohoto materiálu pro vesmírné mise neměla v posledních několika desetiletích velkou prioritu (ba naopak), navíc dnešní světové zásoby tohoto materiálu jsou velmi malé.
Největší zásoby má NASA, která materiál nakoupila v minulosti i v Rusku, ale dohromady nejde o více než zhruba 35 kg materiálu. Z toho je navíc polovina poměrně silně „vyzářená“. Taková zásoba by stačila stěží na jednu misi do vzdálenějších koutů sluneční soustavy. USA roce 2015 obnovily produkci malého množství plutonia ve výzkumných reaktorech. Nejde o žádné velké objemy – produkce by měla postupně dosáhnout maximálně 1,5 kg ročně – ale bude to stačit na pomalé navyšování inventáře.
Zároveň se debatuje i o možném využití jiných izotopů, ale to jsou v tuto chvíli spíše teoretické úvahy. Avšak zřejmě právě i nedostatek vhodného paliva pro radioizotopové zdroje byl jedním z důvodů, proč NASA v programu malého vesmírného reaktoru stále pokračuje přesto, že pro něj v tuto chvíli nemá žádné jasné využití.šem o krátkou epizodu v dějinách kosmonautiky.