一、 清晰的需求定位

可靠、長壽命的動力系統是任何空間探索任務的基本要求之一。幾十年來，美國國家航空航天局(NASA)一直依靠以钚-238為基礎的放射性同位素動力系統來執行像“先驅”、“旅行者”、“伽利略”和“卡西尼”這樣的深空任務，在這些任務中，太陽能并不是一個可行的選擇。同位素電池為任務提供可靠和輕便的電源，功率在100W(電功率)到1-kW(電功)范圍內。

小型裂變堆系統(1-10 kWe)正在被用于解決NASA動力組合中的一個主要缺口。Kilopower即是在此背景下誕生，它在NASA功率組合中的作用如圖1所示。一種小型的1- 10千瓦級裂變堆可以實現未來可能無法實現的旗艦科學任務和勘探先導任務。相比大型裂變堆系統，其實現的可能性也更大。

二、 極簡的設計理念

自從1960年代的核輔助動力系統(SNAP)計劃以來，美國的太空裂變動力開發一直是失敗的，它花費了數十億美元，卻沒有任何實際成果。原因在于目標過于宏大，設計過于復雜，研發成本過高。

也就是說，成功之路還不夠簡單。對于任何首創的工程項目而言，簡單性都是至關重要的，這不一定意味著找到最簡單的設計，而是找到通過設計，開發，制造，安全和測試的最簡單路徑。這看起來似乎很明顯，但是工程師常常為了提高性能而付出太多努力，而犧牲了項目的成功。除了“保持簡單，愚蠢(KISS)”原則之外，KRUSTY團隊的日常口頭禪是“最好是足夠好的敵人”，而“足夠好”是一個成功的示范，它將滿足NASA并進一步增加其興趣發展空間裂變堆。

KRUSTY的前身是從DUFF實驗開始，這是一個簡單的步驟，以證明無論采取多小的積極步驟都可以使空間裂變堆向前發展。DUFF使用現有的反應堆，簡單的熱管，在最初設想后的不到6個月內以不到100萬美元的價格完成。在此基礎上，完成了5千瓦熱功率的Kilopower太空反應堆的原型堆KRUSTY。它極簡的設計原則消除了很多技術風險：1)使用可以快速、經濟地購買的燃料形式。唯一可行的途徑是使用UMo燃料形式。2)使用具有經驗豐富的運營經驗、安全和合規團隊的現有運營設施。唯一可行的選擇是使用內華達國家安全站(NNSS)。3)使用現有的關鍵裝配機進行主動反應性插入和移除。發現NCERC機器COMET具有足夠的質量和線性平移能力，從而消除了新的反應性控制系統的成本和進度風險。4)提供足夠的安全和資產風險(機器，房間，設施)。選擇約5 kW(熱)的功率水平，使其與以前的Flattop和DUFF操作保持一致。5)使用易于允許在現有/批準的容器中運輸的核心尺寸。

三、 跨部門的通力合作

美國NASA、DOE、國家實驗室、私營企業等不同部門、甚至是不同體制的單位都參與到了Kilopower的原型堆KRUSTY設計與建造過程。美國宇航局的格倫研究中心(GRC)領導了這項測試的設計工作。GRC還建造并演示了KRUSTY的工廠傳熱、能量轉換和散熱部分的平衡系統。

NASA的馬歇爾太空飛行中心(MSFC)為GRC的非核試驗開發了電子反應堆模擬熱源和核試驗的屏蔽。美國能源部(DOE)洛斯阿拉莫斯國家實驗室(LANL)領導了反應堆的設計并進行了有核試驗，美國能源部的Y-12國家安全機構制造了高濃縮鈾(HEU)反應堆的堆芯，先進的熱管技術通過NASA企業創新研究合同獲得，斯特林發電機由Sunpower公司提供。內華達州核安全基地為核裝置試驗提供了支持。Kilopower的原型堆建造測試如此之快，得益于各部門間的通力合作。