Ist der Antrieb für das nuklear-thermisch-elektrische Schiffskonzept Scorpion realisierbar und glaubwürdig?

Wie bei jedem hypothetischen Design ist man darauf beschränkt, zu prüfen, ob es einige "unvernünftige" Annahmen macht.

Erstens kann man die behauptete Leistung mit bestehender Technologie vergleichen. Atomraketen wurden früh aufgegeben, aber die fertiggestellten Prototypen geben eine gewisse Untergrenze für das, was möglich ist ( NERVA , RD-0410 ).

• Schub: 2000 kN (NERVA 247 kN, RD-0410 35 kN)
• Isp: 1200s (NERVA 840s, RD-0410 910s)
• Masse: 40 Tonnen (NERVA 18 Tonnen, RD-0410 2 Tonnen).

Dies ist nicht wünschenswerterweise weit von der demonstrierten Fähigkeit entfernt, und vor allem geht es nicht davon aus, dass der erhöhte Schub und die erhöhte Abgasgeschwindigkeit mit einem gleichen Massenbudget erreicht werden können, sondern führt das System als sperriger auf.

Was "viel größeren Schub und weniger Strahler (und weniger Abhängigkeit von Alpha) als eine typische nukleare elektrische Rakete" betrifft, ist dies konzeptionell möglich, da Abwärme in den Wasserstoff geleitet werden kann, anstatt zusätzliche Strahler zu benötigen. Die offensichtlichen Kosten des erhöhten Schubs und der verringerten Kühlanforderungen sind die im Vergleich zu anderen Elektroantriebstypen verschwenderisch geringeren Abgasgeschwindigkeiten.

Die Kernidee besteht jedoch aus zwei Teilen mit stark unterschiedlicher Technologiereife. Trennreaktor vom Antrieb .

1. Da der Reaktor separat ist, kann er herkömmliche Reaktortechnologie verwenden, da er somit drastisch weniger Konstruktionseinschränkungen aufweist. Das sieht für mich nach einem massiven Realismus-Bonus aus.
2. Dies macht einen "Lichtbogenheizer" erforderlich.

2.) Ist problematisch. Es ist im Wesentlichen das „magische Gerät“, das das gesamte System aktiviert, und der Autor verbringt einen einzigen Absatz damit, es zu beschreiben!

Die von letzterem erzeugte elektrische Energie wird dann zum Betrieb von Lichtbogenheizungen im Abgassystem verwendet. Diese zusätzliche Erwärmung des Wasserstoffs erhöht die effektive Abgasgeschwindigkeit deutlich über die 8 km/s, die von einer herkömmlichen Kernwärmemaschine erwartet werden könnten, auf über 12,5 km/s

Überhaupt keine Details, außer dass es irgendwie besser ist als nukleare Wärmemaschinen.

Soweit ich weiß, wurde nichts, was auch nur annähernd an diese Art von elektrischer Heizung im Gigawatt-Maßstab heranreicht, für den Raketenantrieb demonstriert. Kein Wunder, da die derzeit verfügbare Leistung im Weltraum typischerweise 5 bis 6 Größenordnungen niedriger ist.

Die verfügbare Literatur über diesen magischen Raumheizer scheint nicht groß zu sein:

Das Hauptantriebssystem von Scorpion ist eine Version des von Alan Bond entwickelten Serpent-Motorzyklus. Der Zyklus verwendet die elektrische Verstärkung einer nuklearen thermodynamischen Rakete; ein Grundkonzept, das zumindest auf Goldsmith im Jahr 1959 zurückgeht [23]. Die dritte Ausgabe von Sutton [24] widmet der Idee einen Absatz, in dem Goldsmith, aber auch Berry [25] und Rester und Rott [26] zitiert werden. Spätere Ausgaben von Sutton entfernten diesen Absatz, vermutlich um Platz für eine detailliertere Diskussion der NERVA-Entwicklungsarbeit zu schaffen, die zwischen den Ausgaben unternommen worden war. Aber das Konzept wurde nicht vergessen und Bond skizzierte 1972 eine detaillierte, elegante und realisierbare Variante dieses Grundprinzips [27]

23. M. Goldsmith, „Augmentation of Nuclear Rocket Specific Impulse through Mechanical-Electric Means“, American Rocket Society Journal, Bd. 29–8, S. 600–601, 1959.
24. GP Sutton, Raketenantriebselemente, 3. Auflage, John Wiley, 1963.
25. ER Berry, „Auswirkungen der elektrischen Verstärkung der Flugleistung von Nuklearraketen“, American Rocket Society Journal. Bd. 31-1, S. 92-94 1961.
26. EL Resler und N. Rott, „On Rocket Propulsion with Nuclear Power“, American Rocket Society Paper 1201-60.
27. A. Bond, „Eine Atomrakete für den Weltraumschlepper“, JBIS. Bd. 25, S. 625-641, Nov. 1972.

Ein Absatz, der in späteren Ausgaben entfernt wurde, und kleine Stummel auf 2-3 Seiten sind nicht viel zu tun. Vielleicht enthält Bonds Gliederung etwas? Denn dieses Papier enthält nichts Wesentliches darüber, wie der Motor funktioniert, sondern nur, welche Art von Raumschiff man um einen solchen Motor herum bauen könnte.

Die Frage ist, ob man dem Autor glauben soll.

Über die mögliche Anwendung des Motors? Vielleicht, zumindest hat er einige Seiten darüber geschrieben.

Über das Design, die Funktionsweise, die theoretische Grundlage, die Parameter und die Leistung des Motors? Nicht so sehr, da fast nichts darüber gesagt wird.

Es sieht so aus, als ob das „nukleare elektrothermische“ Konzept nicht nur für das Scorpion-Konzept gilt.

Diese Frage betrifft einen Motorzyklus, der etwas anders ist, anscheinend viel kleiner (basierend auf einem MITEE-Kernwärmeraketenkern), eine induktive Erwärmung anstelle eines Lichtbogens für den Nachbrenner verwendet und weniger separate Kühlmittelkreisläufe aufweist.

Es sieht also so aus, als würden andere ernsthafte Leute an einer ähnlichen Idee arbeiten.