Kimyasal roketler (yanma temelli) Mars’a ulaşmak için çok yavaştır. Nükleer Termal İtki (NTP), bir nükleer reaktörün hidrojeni ısıtıp püskürtmesi prensibiyle çalışır ve verimliliği iki katına çıkarır.
Bu teknoloji, Mars yolculuğunu 7 aydan 3 aya indirebilir. Hız, radyasyon riskini azalttığı için mürettebat sağlığı adına kritiktir.
1960’larda ABD (NERVA projesi) bu motorları başarıyla test etti, ancak güvenlik ve bütçe gerekçesiyle rafa kaldırdı. Günümüzde NASA ve DARPA (DRACO projesi) tekrar üzerinde çalışmaktadır.
Nükleer füzyon roketleri ise daha da ileri bir adımdır; teorik olarak ışık hızının %10’una ulaşmayı mümkün kılabilir. Ancak füzyon reaktörleri henüz Dünya’da bile enerji üretmemektedir.
Uzayda nükleer enerji kullanımı, fırlatma sırasında kaza riski nedeniyle kamuoyu tepkisi çeken hassas bir konudur.
Detaylı anlatım: Yuri Gagarin: Uzaya Giden İlk İnsanın Hikayesi