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2010年，時任俄羅斯外交部長的伊萬諾夫在訪問美國時曾表示，核動力應用於火箭與航天器將是未來發展的趨勢，俄羅斯有意與美國在該領域啟動聯合研發計劃。雖然伊萬諾夫提出兩國應該儘早開始這種合作項目，不過研發應用於航天器與火箭的核動力發動機需要大量的資金與強大的技術支撐。時任美國總統的奧巴馬就曾大幅縮減NASA研發新火箭的經費，冀望私營火箭公司更多來介入開發美國的太空運載火箭的項目。此舉被看成是過度依賴俄羅斯的“聯盟”火箭。
事實上美國在上世紀50年代中期至70年代初期就開展過核動力火箭的相關研究以及地面試驗，當時計劃用於火星探測的核動力火箭在設計理論上從地球到火星僅需4個月，不過隨著美國的載人登陸火星計劃擱置後，相關的試驗後來也終止了。直到2003年，NASA才重新開啟航天專用的核動力系統的研發，在被奧巴馬政府縮減經費之前，該項目已經投入了好幾億美元的資金。俄羅斯也宣稱他們於2010年撥款了5億盧布開發航天系統的核動力項目。
核動力火箭發動機的原理是利用核反應堆把液氫流體加熱到最高溫度，通過噴管膨脹噴發來產生更大的推力。NASA研發核低溫推進級段的項目團隊曾通過一項為期三年的測試發現，使用核動力火箭發動機的效率是常規化學火箭發動機的兩倍多，核動力火箭也比常規化學火箭具有更輕更省燃料的特點，雖然它在理論測試中能夠擁有很大的速度，不過要將其安全打造出來卻不是簡單的事情，因為液氫在加熱後容易發生爆炸。這也是目前核動力火箭發動機不能實用的原因之一。
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