A nukleáris energián alapuló megoldások képesek konstans energiát szolgáltatni, így működésben tarthatja az életfenntartó rendszereket, a bányászati felszereléseket, valamint feltölthetőek vele a bolygójáró járművek is - ehhez képest a napenergia alkalmazása jóval problematikusabb lenne. Az energiatároláshoz szükséges energiacellák, illetve elemek miatt extra szállítandó súly terhelné a rendszert szállító űrjárműveket, ezek mellett azonban azt sem hagyhatjuk figyelmen kívül, hogy sem a Holdon, sem pedig a Marson nem lehetne napelemekkel folyamatos energiaellátottságot elérni.
A még 2006-ban beindított Fission Surface Power projekt kutatói olyan apró reaktorokon dolgoznak, amelyeket a NASA más bolygókon képes elhelyezni - a kutatók azt állítják, a rendszerek teljesen biztonságosak, valamint az egyes bolygókon az asztronautáktól biztos távolságra lennének eltemetve, hogy védve legyenek bármilyen vészhelyzet esetén beinduló sugárzástól. Don Palac, a reaktorok fejlesztője azt állítja, az olcsónak, robusztusnak és biztonságosnak tervezett rendszereknek nem kell óriásinak lenniük, elég, ha képesek 40 kilowatt kimenetre, ennyire tippelik ugyanis egy bázis szükségleteit, ezt pedig teljesen elképzelhetőnek tartja 2020-ra.
A kutatók tesztjeik során szimulálták a Holdon tapasztalható extrém hőmérsékleti viszonyokat +100 és -100 Celsius fok között, illetve kitették a reaktor egyes paneleit az égitesten tapasztalható sugárzás húszszorosának is - az eredmények szerint a nukleáris reaktor akár nyolc évig is elműködhet bármilyen emberi felügyelet nélkül. A reaktor teljes, egyelőre még nem nukleáris hőforrással végzett kísérletei várhatóan 2014-ben zárulnak.
