พลังงานเป็นปัจจัยสำคัญของความสำเร็จของยานอวกาศสำรวจระบบสุริยะ และการหาแหล่งพลังงานเป็นปัญหาใหญ่ของภารกิจสำรวจระบบสุริยะชั้นนอก โดยเฉพาะดาวเคราะห์วงนอก เนื่องจากที่ระยะห่างมาก ๆ แสงอาทิตย์จะอ่อนลงไปมาก ทำให้การใช้แผงเซลล์สุริยะไม่ได้ผล ยานอวกาศในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมาใช้พลังงานจากเครื่องอาร์ทีจี หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังความร้อนจากไอโซโทปกัมมันตรังสี เช่น ยานอะพอลโล ใช้อาร์ทีจีที่ให้พลังงานได้ 70 วัตต์ ส่วนอาร์ทีจีของยานกาลิเลโอกำเนิดพลังงานได้กว่า 200 วัตต์

แต่สำหรับยานสำรวจในยุคอนาคตที่เต็มไปด้วยอุปกรณ์ที่ซับซ้อนมากมายต้องการพลังงานมากกว่านั้น ขณะนี้นาซากำลังดำเนินโครงการนำเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กติดไปบนยานอวกาศ ยานที่จะติดเตานี้เป็นลำแรกคือยานจีโม (JIMO--Jupiter Icy Moons Orbiter) เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับยานจีโมจะให้พลังงานนับพันวัตต์เลยทีเดียว

ยานจีโมเป็นยานอวกาศสำรวจดวงจันทร์ใหญ่ของดาวพฤหัสบดีสามดวง ได้แก่ คัลลีสโต แกนีมีด และยูโรปา มีเป้าหมายสำคัญคือสำรวจมหาสมุทรใต้พิภพของดวงจันทร์เหล่านี้ ตามที่ได้ข้อมูลเบื้องต้นมาจากยานกาลิเลโอ มีกำหนดขึ้นสู่อวกาศหลังปี 2554 

  ยานจีโมต้องใช้พลังงานมาก เฉพาะเครื่องมือต่าง ๆ ต้องใช้พลังงานหลายพันวัตต์ ส่วนเครื่องยนต์ขับดันซึ่งเป็นเครื่องยนต์พลังไอออนต้องใช้พลังงานนับแสนวัตต์ เครื่องยนต์พลังไอออนก็เป็นอีกนวัตกรรมหนึ่งในการบินอวกาศ เครื่องยนต์นี้ได้รับการทดสอบเป็นครั้งแรกโดยยานดีปสเปซ 1 ของนาซา และนำไปใช้งานจริงแล้วกับยานสมาร์ต-1 ขององค์การอวกาศยุโรป ยานทั้งสองลำนี้ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในการสร้างกระแสไฟฟ้าให้กับเครื่องยนต์ แต่จีโมจะใช้พลังงานนิวเคลียร์แทน