Ядерный реактор — источник энергии космического аппарата. Применяется в случаях, когда отсутствует техническая возможность использования каких-либо других источников энергии, например изотопных источников или солнечной энергии. Первым ядер-ным реактором, который прошел стадию испытаний на стенде и был успешно использован на космическом аппарате, считается американский SNAP-ЮЛ Реактор был размещен на космическом аппарате «Snapshot», масса которого составляла 440 кг. Запуск был осуществлен в апреле 1965 г. ракетой-носителем «Атлас».
В качестве топлива использовался уран-235, гидрид циркония выполнял функцию замедлителя, а натрий-калиевый расплав являлся теплоносителем. Электрическая мощность реактора составляла от 500 до 650 Вт, которая обеспечивалась термоэлектрическим преобразователем. Срок работы реактора — 43 дня. В результате ряда сбоев и ошибочного сброса деталей конструкции отражателя реактора его работу пришлось прекратить.
Советская разработка «Ромашка», первый запуск которой был осуществлен в Институте атомной энергии и датируется августом 1964 г., представляла собой реактор на быстрых нейтронах и имела одинаковую с американским реактором тепловую мощность в 40 кВт. Термоэлектрический преобразователь, используемый в этом реакторе, был создан на основе кремний-германиевых полупроводниковых элементов и позволял получить электрическую мощность порядка 800 Вт.
Создание «Ромашки» было обусловлено работой в паре с импульсными плазменными двигателями, но со смертью С. П. Королева была остановлена дальнейшая работа над реактором. В результате чего он так и не был опробован в космосе.
Первый аппарат, который нес на своем борту ядерную установку, был запущен Советским Союзом 3 октября 1970 г.
Ядерная установка «Бук» разрабатывалась с начала 60-х гг. XX в. в НПО «Красная Звезда». Реактор на быстрых нейтронах БР-5А выдавал тепловую мощность порядка 100 кВт.
Выходная электрическая мощность реактора, в качестве топлива в котором использовался уран, составляла около 3 кВт, которая получалась с помощью полупроводникового термоэлектрического генератора, являвшегося разработкой Сухумского физико-техническо-го института.
За период с 1970 по 1988 г. было запущено 32 космических аппарата, которые использовали в ходе своей работы этот реактор.
По окончании работы радиационно опасная часть отделялась, в результате чего становилась очередным техногенным объектом, который впоследствии стали называть «космическим мусором».