Можна було б почати цю статтю традиційним пасажем про те, як письменники-фантасти висувають сміливі ідеї, а вчені потім втілюють їх в життя. Можна, але писати штампами не хочеться. Краще згадати, що сучасні ракетні двигуни, твердопаливні та рідинні, мають більш ніж незадовільні характеристики для польотів на відносно далекі дистанції. Вивести вантаж на орбіту Землі вони дозволяють, доставити щось на Місяць - теж, хоча і обходиться такий політ дорожче. А ось полетіти на Марс з такими двигунами вже нелегко. Їм подавай пальне і окислювач в потрібних обсягах. І обсяги ці прямо пропорційні відстані, яке треба подолати.
Альтернатива традиційним хімічним ракетних двигунів - двигуни електричні, плазмові і ядерні. З усіх альтернативних двигунів до стадії розробки двигуна дійшла тільки одна система - ядерна (ЯРД). У Радянському Союзі і в США ще в 50-х роках минулого століття були розпочаті роботи зі створення ядерних ракетних двигунів. Американці опрацьовували обидва варіанти такої силової установки: реактивний і імпульсний. Перша концепція має на увазі нагрівання робочого тіла за допомогою ядерного реактора з подальшим викидом через сопла. Імульсном ЯРД, в свою чергу, рухає космічний апарат за рахунок послідовних вибухів невеликої кількості ядерного палива.
Також в США був придуманий проект «Оріон», що з'єднував в собі обидва варіанти ЯРД. Зроблено це було в такий спосіб: з хвостової частини корабля викидалися невеликі ядерні заряди потужністю близько 100 тонн в тротиловому еквіваленті. Слідом за ними відстрілювалися металеві диски. На відстані від корабля проводився підрив заряду, диск випаровувався, і речовина розліталася в різні боки. Частина його потрапляла в посилену хвостову частину корабля і рухала його вперед. Невелику надбавку до тяги повинно було давати випаровування плити, яка бере на себе удари. Питома вартість такого польоту повинна була бути всього 150 тодішніх доларів на кілограм корисного навантаження.
Дійшло навіть до випробувань: досвід показав, що рух за допомогою послідовних імпульсів можливо, як і створення кормової плити достатньої міцності. Але проект «Оріон» був закритий в 1965 році як безперспективний. Проте, це поки єдина існуюча концепція, яка може дозволити здійснювати експедиції хоча б по Сонячній системі.
До будівництва дослідного екземпляра вдалося дійти тільки реактивним ЯРД. Це були радянський РД-0410 і американський NERVA. Вони працювали за однаковим принципом: в «звичайному» ядерному реакторі нагрівається робоче тіло, яке при викиді з сопел і створює тягу. Робочим тілом обох двигунів був рідкий водень, але на радянському як допоміжну речовину використовувався гептан.
Однак обидва двигуни, незважаючи на перспективність, теж залишилися на Землі і нікуди не літали. Головна причина закриття обох проектів (NERVA в середині 70-х, РД-0410 в 1985 році) - гроші. Характеристики хімічних двигунів гірше, ніж у ядерних, але ціна одного запуску корабля з ЯРД при однаковій корисного навантаження може бути в 8-12 разів більше пуску того ж «Союзу» з ЖРД. І це ще без урахування всіх витрат, необхідних для доведення ядерних двигунів до придатності до практичного застосування.
Комплекс отримав назву ТЕМ - транспортно-енергетичний модуль. Він буде нести ядерний реактор з газовим охолодженням. З безпосереднім рушієм поки не визначилися: або це буде реактивний двигун на зразок РД-0410, або електричний ракетний двигун (ЕРД). Однак останній тип поки ніде в світі масово не застосовувався: ними оснащувалися всього три космічні апарати. Але на користь ЕРД говорить той факт, що від реактора можна живити не тільки двигун, а й безліч інших агрегатів або взагалі використовувати весь ТЕМ як космічну електростанцію.