Fission Drives

이 설계들과 외부 펄스 드라이브는 희귀 연료를 충분히 확보할 수 있다는 전제 하에 S:0 세계의 진정한 주력 추진 수단이다. 핵분열성·증식성 동위원소는 종족 2(Population 2) 항성에서는 극히 희귀하지만, 종족 1(Population 1) 항성에서는 비교적 흔하다. 매우 젊거나 활발한 항성 형성 지역에서는 사용 가능한 동위원소 대부분이 풍부할 수 있지만, 대부분의 항성계에서 연료로 직접 사용할 수 있는 동위원소는 U235와 U238 두 가지뿐이다. 증식로에서 사용 가능한 에너지를 생산하고, U233·플루토늄·초플루토늄 원소 같은 핵분열성 연료를 증식하는 데 활용할 수 있다.

이 추진 방식에서 반응 질량으로는 수소, 물, 또는 암모니아가 가장 많이 쓰인다. 이 추진기의 성능 범위는 매우 넓으며, 거의 전적으로 내부 차폐 기술의 수준에 따라 결정된다.

성능이 가장 낮은 추진기는 원심력으로 구속된 고체 코어를 사용한다. 온도가 비교적 낮아 내부 차폐가 크게 필요하지 않다. 그러나 고체 코어 핵분열 로켓도 드물게 치명적 고장을 일으킬 수 있는데, 고체 코어가 용융되면 대재앙으로 이어진다.

그보다 더 고온인 것이 액체 코어 방식이다. 대부분 원심력으로 안정화되지만 항상 그런 것은 아니다. 이 방식에서는 연료 온도가 상승하다가 결국 녹는다. 가장 일반적인 연료 조성은 우라늄-철 합금인 U6Fe로, 증기압과 비등점은 매우 높지만 융점은 상당히 낮다. 액체 코어 설계는 초기 다이아몬드형 재료처럼 고온에서 버티는 일반 소재나 나노 소재를 격납재로 사용하며, 반응 질량을 격납재 사이로 불어넣어 능동적으로 냉각한다.

한층 더 고온인 것이 기체 코어 방식이다. 이 설계에서 연료는 기체 상태이며, 주로 U·F·UF4·UF6 계열 같은 다양한 조성의 우라늄 플루오라이드를 사용한다. 염소와 토륨도 비슷한 성능과 화학적 특성으로 사용할 수 있다. 이 방식 역시 대부분 원심력으로 안정화되며, 코어 내부에 복잡한 역류 기체 흐름이 형성된다. 뉴클리어 라이트벌브(Nuclear Lightbulb) 설계는 석영으로 기체 반응을 밀폐 순환계 안에 가두고, 추진제에 열을 빠르게 전달한다. 다른 설계들에서는 격납재로 다공성 구조의 다이아몬드형 소재를 주로 사용하며, 반응 질량을 불어넣어 능동 냉각한다. 이 능동 냉각 방식은 단상 기체 코어 덕분에 기체 코어 설계에서 더욱 효과적이다. 더 현대적인 설계에서는 다이아몬드형 소재에 반사성 프로그래머블 매터 층을 추가로 보강하는 것이 일반적이다. 일부 기체 코어 설계는 다이아몬드형/프로그래머블 매터 용기를 보조하기 위해 전자기 차폐도 활용한다.

더욱 고온으로 가면 핵분열 플라즈마 코어 방식이 있다. 기체 코어가 충분히 뜨거워져 기체가 부분 또는 완전히 이온화되어 플라즈마 상태가 되며, 이 단계에서는 전자기 차폐가 선택이 아닌 필수가 된다. 플라즈마 코어 핵분열 추진기는 훨씬 강력한 독점자 촉매 전환 추진기의 먼 선조다. 이 플라즈마 코어 장치에서 축적된 격납 용기 기술은 초기 전환 추진기 개발에도 결정적인 역할을 했다. 이 추진기는 전자기 냉각 플라즈마, 기체층(주로 반응 질량을 불어넣음), 다이아몬드형/프로그래머블 매터 최후벽으로 구성된 복잡한 다층 설계를 사용한다.

핵염수 로켓(Nuclear-salt-water rocket)은 핵분열성 물질을 소금 형태로 물에 녹여 혼합함으로써 플라즈마급 고온의 배기가스를 만들어낸다. 연속적인 핵분열 폭발이 일어나고, 물은 기화되어 추진제이자 열 방출 수단이 된다. 이 핵분열 로켓은 높은 추력과 높은 배기 속도를 모두 갖추지만 신뢰성 있는 제어가 매우 어렵다. NSWR은 행성간 시대 비교적 늦게 개발되었는데, 그 무렵에는 이미 다양한 핵융합 로켓이 보급되어 있었기에 그 시대에는 그다지 널리 쓰이지 못했다. 이후 시대에는 핵분열 원소가 풍부한 지역을 중심으로 하이테크 NSWR이 여러 곳에서 활용되었다.

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내부 핵분열 추진기의 비추력(Isp)은 단순한 고체 코어 설계의 800초부터 고급 플라즈마 코어 설계의 8,000초까지 다양하다. 추력 대 중량 비율은 10:1에서 100:1 사이이며, 총 델타-v는 20km/s에서 100km/s 이상에 이른다.

NSWR은 연속 작동하는 외부 핵분열 추진기처럼 작동하며, 고급 설계는 482,140초에 달하는 비추력을 달성할 수 있다.

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