Ничего невозможного в этом нет. На данный момент производятся совсем небольшие атомные реакторы, порядка нескольких кубометров объемом, это вполне соответствует размерам выводимых на орбиту спутников. Более того, специально для применения в космических полетах разработаны реакторы на высокообогащенном топливе ещё меньших размеров.
На использовании атомной энергии основана концепция ядерных реактивных двигателей. Большой термоядерный реактор должен был не только обеспечивать корабль электроэнергией, но и ионизировать рабочую реактивную массу (например, водород), после чего ионизированный газ разгонялся в электромагнитных ускорителях. Это даёт чрезвычайно высокую скорость разгона реактивной массы, и снимает проблему химического топлива, которое так быстро кончается)
А водород в космосе встречается повсюду, поэтому длительность полета корабля ограничена не объемом химического топлива, которое можно взять на борт, а объемом ядерного топлива для реактора. То есть речь можно вести об автономном полете в течении десятков (сотен?) лет.
Почему я пишу о ядерных реактивных двигателях в прошедшем времени? Их предполагалось использовать на советском корабле в рамках марсианской программы, но полет не состоялся. И вряд ли теперь уже состоится (нынешний марсианский проект со "смертничками", получающими билет в один конец, можно думаю всерьез не рассматривать)
