30 多年來，NASA 的深空探測器一直依賴放射性同位素溫差發電機 (RTG)，這種裝置利用鈽 238 的衰變來加熱熱電偶併產生電力。現在，該航天機構準備用一種系統來取代這些笨重、昂貴且效率低下的 RTG，該系統以 19 世紀的發明為基礎，以更少的放射性燃料提供更多的電力。
斯特林發動機於 1816 年由一位求知慾旺盛的蘇格蘭牧師羅伯特·斯特林獲得專利，其結構本身非常簡單：兩個腔室或氣缸，一個冷的和一個熱的，包含一種“工作流體”（通常是空氣、氦氣或氫氣），兩者之間有一個再生器或熱交換器。兩個氣缸之間的溫度和壓力差異導致工作流體膨脹和收縮，在交換器中來回流動並移動活塞。這個過程從而將熱能（在 NASA 的例子中，由放射性衰變提供）轉化為機械能。
“斯特林實際上是我們過去三十年來在某種程度上一直投資的東西，現在已經到了我們準備向前邁進的地步，”位於華盛頓特區 NASA 總部的太陽系探索專案主管之一戴夫·拉弗裡說。
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洛克希德·馬丁公司正在完成一個工程測試單元的最後潤色工作，該單元應該在今年春天準備就緒：先進的斯特林放射性同位素發電機。發電機內部的兩個斯特林轉換器驅動線性交流發電機內的活塞，產生約 100 瓦的電力。該裝置的長度將不到一碼，寬度不到一英尺，足夠小，可以放在小型汽車的後座上，重量僅為 40 多磅，不到典型 RTG 重量的一半。它的轉換效率將達到 20% 到 30%，而 RTG 的轉換效率僅為可憐的 6% 到 7%，同時只需要四分之一的放射性同位素燃料量。
這些特性轉化為太空飛行的重要優勢。由於斯特林裝置體積更小，因此發射成本更低，這將使航天器能夠攜帶更大的有效載荷。放射性燃料減少四倍——從 RTG 中的 20 磅減少到斯特林發動機中的 5 磅——也節省了資金，同時大大降低了發射飛行器在空中爆炸的最壞情況下的安全隱患。NASA 敏銳地意識到公眾對放射性安全的擔憂，正如拉弗裡所說，“對於任何基於核的系統，我們都會經歷整個國家環境政策法案程式”，該程式要求 NASA 在任何最終發射決定之前收集公眾意見。
NASA 格倫研究中心熱能轉換部門主管理查德·沙爾滕斯解釋說，一旦洛克希德完成初步測試，NASA 格倫將對該裝置進行擴充套件評估，以開始其向飛行狀態的過渡。“我們計劃在 2012-2013 年的時間框架內，在未來的任務中推廣這項技術的潛在應用，”沙爾滕斯說。他還指出，在各種環境中進行的超過 100,000 小時的實驗室測試中，斯特林轉換器“已經證明它們可以按預測的那樣執行，並且具有與 RTG 相當的長壽命潛力”。
NASA 對斯特林放射性同位素發電機非常有信心，該機構已經邀請空間科學界提交基於斯特林的行星任務概念。拉弗裡強調，發電機的首次任務至少要到 2009 年才能確定，但可能的任務包括飛往外行星以及載人登月或火星任務。“他們目前的總體設計是為了與深空星際環境或具有大氣或真空的行星表面環境相容，”拉弗裡說。
最終，斯特林技術可能會完全取代 RTG。拉弗裡預計，這將“成為一個新型[放射性同位素動力系統]系列的開端，該系列比我們目前可用的解決方案效率更高、成本更低”。斯特林牧師幾乎無法想象，他巧妙的發明很可能成為推動太陽系探索下一個偉大時代的主要動力。