像“旅行者”号这样的航天器,飞到离太阳很远的地方,太阳光的光能已经很微弱,不足以发电了。“旅行者”号之所以能够飞行如此远的距离,应归功于所携带的3台同位素热电发生器,其中两台是工作电源,另一台是备用电源,每台39千克,可提供30伏、470瓦的电能。这些电源以钚-238为燃料,估计足以确保“旅行者”号飞行50年。
放射性同位素在衰变过程中会不断以具有热能的射线,向外放出能量。这种能量的大小不受外界环境影响,而且衰变时间很长。它被制成圆柱形电池,燃料放在电池中心,周围用热电元件包覆,放射性同位素发射高能量的α射线,在热电元件中将热量转化成电能。
不过,钚-238这种燃料很贵,而且生产钚-238会产生大量的有毒放射性废物。从1988年开始,美国停止生产钚-238,直到2012年才开始重新生产。重启生产线将需要数年时间,耗资约1亿美元,平均每年也只能生产1.5千克。