Нужно понимать механику космического полета, и рассматривать
варианты с этой точки зрения. Ядерный двигатель имеет более высокую удельную тягу по сравнению с ЖРД. Не все знают, за счет чего. А температура рабочего тела, несмотря на очень термостойкие материалы все-таки ниже, чем в ЖРД, так как нет охлаждения камеры сгорания и сопла. Дело вот в чем. Скорость истечения обратно пропорциональна корню квадратному из молекулярной массы. В кислородно-водородном ЖРД продукт сгорания - вода, молекулярный вес 18. А в ядерном двигателя истекают не водяные пары, а водород с молекулярной массой 2, т.е в 9 раз ниже. Корень квадратный из девяти=3. Т.е. при той же температуре и давлении скорость истечения втрое ниже. Т.е та же тяга осуществляется при втрое меньшем расходе топлива. В лучших кислородно-водородных движках скорость истечения 4,5 км/с, а в РД-0410 - 9,5 км/с.
Минус ядерных двигателей - большая масса самого двигателя на единицу тяги. В ЖРД энергия выделяется в объеме, за счет этого тяга достигает сотен тонн. А в ядерном тепло передается через поверхность теплообмена. Большая поверхность - это большая масса. ЯРД поэтому не используются для первых ступеней, он не поднимет сам себя.
А теперь второй тонкий вопрос. При выводе на орбиту основная часть энергии топлива тратится на разгон корабля (а поначалу и еще не сгоревшей части топлива), но значительная часть тратится просто на удержание корабля в поле тяжести Земли. (если отрегулировать тягу так, чтобы корабль просто висел, топливо израсходуется максимум за 20-30 минут). Именно чтобы уменьшить непроизводительные траты топлива "на удержание", стараются вывести с максимальным ускорением, которое вынуждены терпеть космонавты.
А после вывода на орбиту можно не спешить. Можно разгонять корабль, выводя его на более высокую орбиту, например 20 минут. А можно тягу уменьшить в три раза, но разгонять не 20 минут, а втрое больше -один час, но при втрое меньшей тяге. Результат (увеличените скорости, и высоты орбиты) будет один и тот же. Но во втором случае при втрое меньшей тяге вес двигателя будет меньше если не в три раза то как минимум в 2-2.5.
А теперь тяга американского двигателя 33 тонны, а нашего 3,6 тонн. Американский работает 20 минут, наш 60 минут. Э то равносильно тому, что наш двигатель дает такой же эффект, как 3,6х3 -10,8 тонн в течение 20 минут. У нашего двигателя выше скорость истечения 9,5 км/с против 8,5. За счет этого наш двигатель эквивалентен 12 тоннам тяги в течение 20 минут. А два движка - 24 тоннам тяги. А теперь сравните массогабаритные характеристики - они просто несопоставимы. У америкосов сухая масса 34 тонны, диаметр 10,5 метра!!! У нас масса 2 тонны, диаметр 1,6 метра. Почувствуйте разницу. А можно, чтобы двигатель работал не один час, а 2-3 часа и имел еще меньший вес. Конечно, несколько суток работать не может-жидкий водород испарится. Так что оптимальное предназначение ЯРД - подъем с низкой орбиты на высокую или на траекторию к Луне или Марсу. Но для подъема с Луны или Марса не подойдет - топливо испарится, а годится только жидкий водород по упомянутой причине
Выше упомянул неочевидный тонкий момент - молекулярную массу истекающего газа. А теперь, внимание, второй тонкий момент. При выводе на орбиту значительная часть топлива тратится на удержание летательного аппарата в поле тяжести. Если тягу отрегулировать так, чтобы она равнялась весу корабля, горючее кончится максимум за полчаса. Чтобы уменьшить непроизводительный расходт оплива "На удержание", стараются разогнать корабль как можно быстрее. Вот откуда больше пергрузки, которые вынуждены терпеть космонавты!Но после выхода на орбиту можно уже не спешить а.