NASA planuje testy naziemne termicznych silników nuklearnych już w okolicach 2022 roku. Planowany jest silnik o ciągu 16700 funtów, choć rozważa się także słabszy, o ciągu 7500 funtów. Po testach naziemnych planowany jest test demonstracyjny silnika w kosmosie – jedno uruchomienie które wyśle go na wycieczkę dookoła Księżyca a potem jak najdalej od Ziemi (nikt nie ma ochoty na radioaktywny meteoryt). Taki demonstrator można by bez problemu wysłać na rakiecie klasy Delta IV Heavy.
NASA docelowo planuje używanie kilku takich silników jednocześnie – takie rozwiązanie pozwoliło by na dostarczanie astronautów i ładunku na Księżyc a także na skrócenie czasu lotu na Marsa do sześciu miesięcy.
Sam silnik jest bardzo prosty w konstrukcji – działa w cyklu „expander” – wodór jest rozgrzewany przez reaktor a następnie napędza turbiny pompujące więcej wodoru do reaktora. NASA planuje dwa osobne obiegi wodoru – jeden będzie chłodził dyszę, obudowę reaktora, reflektor neutronów oraz pręty kontrolne. A drugi chłodzi elementy strukturalne wewnątrz reaktora (które muszą być utrzymywane w niższej temperaturze niż reszta reaktora). Gazowy wodór który został wykorzystany do napędu turbiny jest następnie wpuszczany do reaktora, gdzie nagrzewa się do temperatury 2500-3000 K (to zależy od materiału z którego zostaną zrobione pręty paliwowe) i wylatuje dyszą.
Jednym z badanych rozwiązań jest „dopalacz” – do dyszy wstrzykuje się ciekły tlen. Problemem jest utrzymanie stabilnego spalania jako że wodór w dyszy porusza się z hipersonicznymi prędkościami. Takie rozwiązanie pozwala na zwiększenie ciągu o 40% przy minimalnym wzroście masy silnika.
Drugim jest jednoczesna produkcja energii elektrycznej – promieniowanie alfa i beta można bezpośrednio przetwarzać na energię elektryczną; można także użyć silnika w cyklu Stirlinga lub Brayton’a.
Największym problemem jest cena – NASA nie ma za bardzo pieniędzy na badania tego silnika i dlatego postępy następują bardzo powoli. Drugim problemem będzie wyniesienie go na orbitę – silnik wykorzystuje silnie wzbogacony uran (93%) i awaria rakiety nośnej może skończyć się poważnym skażeniem sporego obszaru.
