雖然“核動力發動機”的概念在20世紀30年代的科幻小說中都已經是陳詞濫調了，但是似乎直到1944年曼哈頓工程期間，才有Stanislaw Ulam和Frederick de Hoffman最早開始認真研究核動力推進用於宇宙航行的問題。在二戰結束後的四分之一個世紀當中，美國原子能委員會（1974年為能源部所取代）的相關機構進行了一系列的核工程計劃，從“Dumbo”、“Kiwi”、“DPluto”，到最後的“NERVA （Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application，核動力火箭飛行器）”。1972年NERVA項目被取消的時候，已經接近制造出原型機的水平。所有這些發動機的基本概念都是這樣：將工質泵入核反應堆加熱之後從噴口噴出來獲得推力。雖然這聽起來很簡單，但是在工程上則有許多難題需要解決。這些設計方案究竟如何呢？一個有用的衡量指標是比衝（Isp），它的定義是每磅推進劑能夠產生每秒多少磅的推力，可以簡化為秒（註：就是單位質量推進劑產生的衝量啦，這裏的英制單位並不影響換算，只要力的單位相同，簡化之後都是一樣的……）。現役最好的化學能火箭所用的低溫氫氧發動機的比衝量是450秒，NERVA的比衝量大約是這個數字的兩倍。考慮到核燃料的能量密度是化學燃料的數百萬倍，NERVA比衝量的數值小得令人吃驚。主要的問題在於核反應堆需的工作溫度必須小於火箭結構材料的熔點，大約是3000K（註：這樣一來必須控制反應堆功率或者加強材料，就造成推進效率降低……）。
獵戶座計劃1958年誕生於聖叠戈的通用原子能公司。而今天的軍火巨頭，Frederick de Hoffman所建立的通用動力公司（GD），當時正在致力於發展商用核反應堆。獵戶座計劃的負責人是Theodore Taylor，他在洛斯阿拉莫斯實驗室有豐富的武器系統研究經驗。De Hoffman還說服了當時正在普林斯頓大學做研究的理論物理學家Freeman Dyson，在1958-1959學年來到聖叠戈為獵戶座計劃工作。Dyson說Taylor在計劃中采用了一種特殊的管理模式：VFR（the Verein fur Raumschiffahrt）。VFR是20世紀二三十年代的德國空間旅行學會的名稱，這一學術組織只有為數不多的成員，其中包括Werner von Braun。VfR的組成很簡單，沒有官僚機構和成員之間的分工，卻完成了大量的研究工作直到被德軍所接管。獵戶座計劃在初期與之很相似，科學家們投入實際的工程，工程師們親手制造比例模型，盡可能地壓縮費用。
Von Braun變成了一個狂熱的獵戶座計劃的支持者, 但是他在政府高層官員之間的努力只取得了一點點進展。除了一般的反對意見之外，還有非常現實的異議：土星火箭是否一定需要攜帶數以百計的炸彈為動力的推進模塊？如何保證其中的一個炸彈不會提前爆炸或者中途破裂？國家航空航天局害怕公眾反對因而不願提供經費是可以理解的，然而他們對於資助載人航天的其他研究項目卻非常感興趣。
不幸的是，獵戶座計劃因為使用裂變材料，存在其固有的“汙染”。而且效率也很低，這一方案得以被接受，只是因為可利用的能量仍然非常巨大。一個更好的替代方案是使用核聚變，這樣就不會在空中留下一條充滿放射性重離子的尾跡。英國星際學會（The British Interplanetary Society）的代達羅斯（Daedalus，希臘神話人物，用蠟粘結羽毛制成翅膀飛翔）計劃，是一項關於星際無人探測器的研究。在磁場約束的“燃燒室”中，通過250赫茲的脈衝電子束照射球團燃料，產生核聚變“微爆”，從而推動飛行器前進。用磁場約束等離子體導致代達羅斯的尺寸比獵戶座大許多（實際上就是一個聚變高效版的獵戶座飛船）。代達羅斯飛船既可以用於太陽系內飛行，也可以用於行星際探測，我們可以想象，75到100年內，核聚變動力的貨船往返於行星間的定期航線的景象。重點是，不必制造用電子束或者其他什麽東西約束的核聚變，建造獵戶座類型的飛船的那些必需技術，其實早在30年前就已經具備了。核動力終將進入太空。獵戶座或許將會為人類開發太陽系提供可能。
沃納·馮·布勞恩（Wernher von Braun，1912-1977，德國火箭專家。20世紀30年代作為總設計師為納粹德國研究開發了著名的V1/V2火箭。二戰後移居美國，1956年，任美國陸軍導彈局發展處處長，1970年，他又任美國國家航空和航天局主管計劃的副局長，並兼任馬歇爾航天中心主任，先後致力於一系列彈道導彈計劃，阿波羅登月計劃，以及航天飛機的早期研究。1977年去世於弗吉尼亞。）
相關機構：
國防先進技術研究計劃署 （DARPA——Defense Advanced Research Projects Agency）1959年，美國國防部設立專門研究計劃管理部門稱為國防先進技術研究計劃署（DARPA），設立的目的主要是負責管理和指導各種軍事研究計劃，以保證美國軍事技術走在世界前列而且是最先進的。
美國能源部（Department of Energy ）能源部是美國最重要的聯邦政府機構之一，主要負責核武器研制、生產和維護，聯邦政府能源政策制定，能源行業管理，能源相關技術研發等，其前身是原子能委員會（AEC，The Atomic Energy Commission）。能源部也是美聯邦政府在基礎科學研究方面最主要的管理和資助機構，下設24個國家實驗室和大型科學試驗設施，如世界一流的橡樹嶺國家實驗室、阿貢國家實驗室、洛斯•阿拉莫斯國家實驗室，托馬斯•傑弗遜國家加速器試驗設施等都歸能源部管轄，研究的重點領域主要包括高能物理、核科學、等離子體科學、計算科學、材料科學，以及生物、化學、環境科學等。
美國國家航空航天管理局（NASA-National Aeronautics and Space Administration）是美國政府系統中最大的航天航空科研機構。英文縮寫 NASA。負責組織和協調美國航空航天的研究工作並提供咨詢。美國國家航空航天局於1958年由 1915 年成立的國家航空咨詢委員會 (NACA)改組而成。1957 年蘇聯第一顆人造地球衛星上天後，美國迅速組成國家航空航天局，對發展美國的航空航天事業起了重大作用。美國國家航空航天局的研究課題內容廣泛，以航天為主。在航空方面的研究課題主要有超聲速技術 、飛機節能技術等；在航天方面主要配合幾個大型工程，如阿波羅工程、天空實驗室、航天飛機等開展研究。它通過科研課題、合同、計劃等形式與國防部、高等院校、工業企業的研究機構保持密切的關系。它下轄的研究中心和實驗室有十幾個，如戈達德航天中心、肯尼迪航天中心、噴氣推進實驗室等。但科研工作80％以上委托局外單位進行。研究成果以NASA出版物形式發表。出版物有《技術報告》、《技術劄記》、《合同戶報告》、《技術備忘錄》、《技術譯文》、《特殊出版物》等。
喬治·C·馬歇爾航天飛行中心（George C.Marshall Space Flight Center）研究領域：設計與開發空間運輸系統、空間站設備、科學與應用有效載荷，以及其他空間探索用系統；大火箭推進系統、載人航天系統、太空實驗室任務管理、大型復雜專用自動化航天器、空間材料加工管理、太陽與磁圈物理學和天體物理學等。
洛斯阿拉莫斯國家實驗室（LANL，Los Alamos National Laboratory）是屬於美國能源部的國家實驗室，由加利福尼亞大學運作，位於新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯。洛斯阿拉莫斯是美國設計核武器的兩個機構之一，另一個是勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（始於1952年）。
勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室 （LLNL，Lawrence Livermore National Laboratory）是屬於美國能源部的國家實驗室，由加利福尼亞大學運作，於1952年9月作為洛斯阿拉莫斯之後的第二個核武器設計實驗室而建立。
通用原子能公司（GA，General Atomics）成立於1955年，從事從核能、磁懸浮、無人機，到電子及激光技術等廣泛領域的研究開發。
