放射性同位体熱電気転換器
アーサー・C・クラークは、通信衛星について言及した同じ短文の中で、宇宙船について、「熱電対の利用によって、その運用期間は、無期限に伸びるかもしれない」と述べている。
RTGは、1950年代にアメリカ合衆国において、アメリカ原子力委員会と契約を結んだオハイオ州のマウンド研究所で発明された。このプロジェクトは、バートラム・C・ブランケ博士が率いた。
アメリカ合衆国によって軌道に乗せられた最初のRTGは、1961年のSNAP 3であり、トランジット4Aに搭載された。RTGの地上での最初の利用例の1つは、1966年、アメリカ海軍による無人のフェアウェイ岩礁への設置である。このRTGは1995年まで使われた。
RTGの一般的な使われ方は、宇宙船への電源供給である。SNAPは、太陽電池の使用できない遠方まで行く探査機に搭載される。使用された探査機には、パイオニア10号、パイオニア11号、ボイジャー1号、ボイジャー2号、ガリレオ、ユリシーズ、カッシーニ、ニュー・ホライズンズ、マーズ・サイエンス・ラボラトリーがある。バイキング計画の2機の着陸機やアポロ12号とアポロ17号で月面に残された実験装置等にも用いられた。アポロ13号の月着陸は中止されたため、そのRTGは、南太平洋のトンガ海溝付近に投棄された。RTGは、ニンバス、トランジット、LES等の人工衛星にも搭載されている。対して、本格的な原子炉を搭載した宇宙船が打ち上げられることは少なく、ソビエト連邦のRORSATやアメリカのSNAP-10Aがある。
RTGには、放射能汚染のリスクがつきまとう。燃料を支える格納容器が破れると、放射性物質が環境を汚染する。
宇宙船における最大の問題は、打上げ時や地球への帰還時に事故が起こると、有害物質が大気中に放出されることであり、そのため宇宙船等へのRTGの利用は議論を呼んでいる。
例えば、1997年のカッシーニの打上げの際の環境影響研究では、ミッションの様々な段階での汚染事故が起こる確率を評価している。打上げ後の3.5分間に衛星の3つのRTGと129個の放射性同位体熱源のうち1つ以上が放射性物質の漏洩を起こす確率は1400分の1、軌道から降下後に漏洩を起こす確率は476分の1、その後は急減して100万分の1以下になると推定された。さらに、打上げ時に汚染を伴う事故が起きた場合、RTGによる汚染が実際に起こる確率は、10分の1と推定された。これまでは全て打上げは成功し、カッシーニは土星に到達した。
これらのRTGに使われるプルトニウム238の半減期は87.74年であり、核兵器や原子炉に使われるプルトニウム239の半減期24,110年と比べるとかなり短い。短い半減期の結果、プルトニウム238の放射性の強さはプルトニウム239の約275倍である(17.3Ci/gと0.063Ci/g)。つまり、3.6kgのプルトニウム238は、1トンのプルトニウム239と1秒間当たり同じ数の放射性崩壊が起こる。