放射性同位素動力系統 (RPS) 是一項使能技術，用于挑戰 NASA 的太陽系探索任務，前往太陽能微弱或間歇性目的地，或者灰塵等環境條件可能限制任務實現其科學或運營目標的能力的目的地。 RPS 使用二氧化钚形式的钚 238 (Pu-238) 的自然放射性衰變產生的熱量。 過去在太空中使用的所有 RPS 都是放射性同位素熱電發電機 (RTG)，它使用金屬熱電偶將核燃料的熱量轉化為電能，不使用任何移動部件。 目前可用的 RPS，即多任務放射性同位素熱電發電機 (MMRTG)，其使用壽命初期的轉換效率約為 6.3%。

利用熱機的動態 RPS 的效率可能是 RTG 的三倍，這將使 RPS 使用大約三分之一的 Pu-238 產生類似的功率。 動態 RPS 也有可能提供比 RTG 更高的比功率，這意味著它們將提供每千克系統質量更多的功率。 這些功能可以擴展美國能源部保留用于 NASA 任務的熱源钚供應的效用，并為未來的 NASA 任務提供新的或更強大的概念。

可能對空間應用有用的熱機熱力學循環包括斯特林、布雷頓、朗肯和愛立信。 基于這些循環的發動機可以與交流發電機耦合，以提供“轉換器”，將放射性同位素熱源能量轉化為航天器的電能。 動態 RPS 的潛在缺點是存在移動部件。 然而，來自長期測試的分析研究和實驗證據表明，活動部件的存在并不排除較長的設計壽命。 通過非接觸式軸承和密封件的設計，這些類型的循環可以在沒有任何磨損機制的機器中實現。 消除磨損機制是 NASA 任務所需的長壽命連續運行的先決條件。 非接觸式密封可以通過使用緊公差制造的緊密間隙來實現。 有了這個，組件的設計就屬于標準工程挑戰的范疇，對于這些挑戰，存在實現所需壽命的方法。

自 1970 年代初以來，斯特林和布雷頓循環技術的開發一直在美國宇航局格倫研究中心（前身為美國宇航局劉易斯）進行。 最近的兩個飛行系統項目專注于開發用于航天飛行的小型自由活塞斯特林轉換器，但隨后被取消。 斯特林放射性同位素發生器 (SRG-110) 使用撓性軸承斯特林轉換器，產生 110 瓦的電力。 該項目原計劃建造一個高保真工程單元，當它被重定向到改變為氣體軸承斯特林轉換器以提高整體性能（在效率和比功率方面）時。 該項目的重新定向導致名稱更改為高級斯特林發射性同位素發電機 (ASRG)。 SRG-110 在 2001 年至 2006 年之間開發，ASRG 在 2006 年至 2013 年之間開發。由于 NASA 預算限制，ASRG 項目于 2013 年被取消。

2020 年，美國宇航局格倫斯特林研究實驗室的自由活塞式斯特林功率轉換器達到了 15 年的免維護和無退化累積運行。 這一持續時間等于 MMRTG 的運行設計壽命，代表了旨在探索外行星或更遙遠的柯伊伯帶天體的典型任務概念。 這個單元稱為技術演示轉換器 (TDC) #13，是幾個沒有顯示退化跡象的轉換器中最古老的。

自 2017 年以來，NASA Glenn 的 NASA 放射性同位素動力系統計劃繼續為xxx個在太空飛行的動態 RPS 開發多項候選技術，包括基于創紀錄的 TDC #13 和基于氣體軸承的斯特林轉換器的設計 在 ASRG 中使用。 小型渦輪布雷頓系統也在技術開發中。 正在進行的動態轉換技術開發工作已經出現了幾種 100-500 瓦的可行發電機設計。 近期，作為 NASA Artemis 計劃一部分的使用動態 RPS 的月球演示任務可能是 DRPS 首次用于航天飛行的機會。 在月球著陸有效載荷中使用 DRPS 將使它能夠在寒冷的兩周月夜或月球兩極附近xxx陰影的隕石坑中生存并高效運行。