Почему до сих пор не существует космических кораблей, использующих ядерные двигатели?

Понимаете ли…
Дело в том, что на настоящий момент люди знают только один достаточно эффективный принцип создания движения в космосе… это реактивный метод. Если упрощенно, то это создание движения посредством отталкивания себя от чего-то. Примерно тоже самое вы делаете, когда плывете в воде. Вы отталкиваете от себя воду и сами отталкиваетесь от воды. Так вы создаете движение. 
Давайте рассмотрим подробней, как человек плывет в воде:

1. Когда вы плывете, то ваше тело - это двигатель.

2. Оно, тело-двигатель, работает на биохимической энергии запасенной вашим организмом.

3. Вода вокруг вас - это рабочее тело. Она вам нужна для того, чтобы от нее отталкиваться. Чем сильнее вы толкнете воду, тем большую скорость вы ей придадите, и тем большую скорость получите сами. Но затратите на это и больше биохимической энергии.

Теперь переносим этот пример в открытый космос:

1. В космосе для создания движения используется реактивный двигатель. Это конструкция, которая предназначена для отталкивания от себя газов.

2. Энергия в космосе - это либо энергия сжигаемого химического топлива, либо гипотетический ядерный источник энергии, или, даже, аннигиляционный источник энергии.

3. И самое интересное.. рабочее тело! В космосе нет ничего, что можно использовать как внешнее рабочее тело. Водорода в космосе слишком мало, чтобы его использовать как рабочее тело. Вот тут то и есть засада. Рабочее тело в космос нужно брать с собой. И от того, сколько мы сможем взять этого рабочего тела, будет зависеть то, насколько много мы сможем пролететь.

Таким образом, при современном уровне технологий, ядерный источник энергии в космосе принципиально не улучшает ситуацию по созданию движения. Ведь главным ограничением для движения в космосе является рабочее тело. Как только у вас закончилось рабочее тело, то-о-о… все. Вы ничего больше не можете сделать. У вас может быть полно энергии в ядерном реакторе, но ни тонны рабочего тела. И вы не сможете ни ускориться, ни затормозить, ни изменить направление движение. Только двигаться по инерции сотни, тысячи и десятки тысяч лет.

Это если упрощенно.

Более полную информацию можно найти в интернете, или в учебниках физики. Ее по данному вопросу много.

И плюсы/минусы химического и ядерного источников энергии в космосе:

Плюс химического реактивного двигателя:

1. В химическом двигателе источник энергии и рабочее тело это одно и то же вещество. Мы сжигаем топливо, при сгорании оно расширяется, и мы тут же выбрасываем продукты горения из сопла двигателя, отталкиваясь от них. Получается, что с химическим двигателем мы берем с собой необходимый минимум массы.

2. Технология очень хорошо отработана, и довольно безопасна.

А что же с двигателем на ядерном источнике энергии?

1. В плюсы такому двигателю можно записать возможность сильнее разогнать рабочее тело. А чем сильнее вы оттолкнетесь от рабочего тела, тем большую скорость вы получите. Да, вам придется затратить больше энергии на более сильный разгон рабочего тела, но в ядерном реакторе энергии много.

2. Так же к плюсам можно отнести то, что рабочее тело можно будет выбрать в некоторых пределах. Например, можно взять в качестве рабочего тела воду, метан, водород. Более того, эти вещества в виде льда или жидкости теоретически можно будет найти и в космосе. Не исключено, что можно будет в одном двигателе использовать разные вещества как рабочее тело.

Дальше, пожалуй, пойдут только минусы:

Технология совершенно не отработана. Поэтому она опасна, и потенциально "грязная". Радиоактивная! Для создания мощного реактора для космоса нужно придумать множество технических и технологических решений. 

1. Даже создание сопла химического реактивного ракетного двигателя это серьезная задача. Современные материалы перегреваются, плавятся, не выдерживают нагрузок и т.д. А у ядерного двигателя предполагаются еще  бОльшие температуры и нагрузки. Подходящих материалов пока нет.

2. Ядерный реактор, это, по сути, всего лишь источник тепла. И не просто тепла, а громадного количества тепла. Так на Земле атомные электростанции строят вблизи рек, или других крупных источников воды. Это нужно для охлаждения реакторов. Иначе не удастся обеспечить рабочий режим, реактор перегреется, расплавится.. и дальше мы знаем что происходит. Так вот, в космосе это станет большой проблемой. Охладить мощный реактор в космосе можно будет только за счет испарения рабочего тела. Другие способы охлаждения в космосе почти не работают. Можно еще посчитать будет ли эффективен для охлаждения радиатор, но это будет большая и тяжелая дополнительная конструкция, которую придется взять с собой, и которая сама не будет создавать движение.

3. Также понадобится решить проблему защиты от радиации. Для этого придется вывести в космос с Земли еще много тяжелых материалов, которые будут предназначены ТОЛЬКО для радиационной защиты. Она тоже не будет создавать движение. А это расточительно.

4. И так далее.

В итоге ядерный двигатель со всей необходимой инфраструктурой получится довольно большим и тяжелым. А такой двигатель имеет смысл создавать только для каких-то дальних перелетов. Но при этом ядерный двигатель будет не просто контролировать. 

Хуже того. Для разгона и торможения вспомогательной массы нам придется брать с собой больше рабочего тела.. На сколько больше, это нужно считать для конкретного космического корабля, и конкретной космической миссии. Тут нужно понимать, что масса рабочего тела (в случае химического двигателя это топливо) в современных ракетах-носителях составляет более 90%.

Вот такая история с двигателями на ядерном реакторе в космосе.