Il razzo vettore super pesante N-1 è stato soprannominato "Tsar Rocket" per le sue grandi dimensioni (peso di lancio di quasi 2500 tonnellate, altezza - 110 metri), nonché per gli obiettivi fissati durante i lavori su di esso. Il razzo avrebbe dovuto aiutare a rafforzare la capacità di difesa dello stato, promuovere programmi economici scientifici e nazionali, nonché voli interplanetari con equipaggio. Tuttavia, come i loro famosi omonimi - Tsar Bell e Tsar Cannon - questo prodotto di design non è mai stato utilizzato per lo scopo previsto.
L'URSS iniziò a pensare alla creazione di un super-razzo pesante alla fine degli anni '50. Idee e ipotesi per il suo sviluppo sono state accumulate nell'OKB-1 reale. Tra le opzioni c'era l'uso di una riserva di progettazione del razzo R-7 che lanciò i primi satelliti sovietici e persino lo sviluppo di un sistema di propulsione nucleare. Alla fine, nel 1962, la commissione di esperti, e in seguito la leadership del paese, scelsero un accordo con un design a razzo verticale, che potesse mettere in orbita un carico fino a 75 tonnellate (la massa del carico lanciato sulla Luna è di 23 tonnellate, a Marte - 15 tonnellate). Allo stesso tempo, è stato possibile introdurre e sviluppare un gran numero di tecnologie uniche: un computer di bordo, nuovi metodi di saldatura, ali a traliccio, un sistema di salvataggio di emergenza per gli astronauti e molto altro.
Inizialmente, il razzo era destinato a lanciare una stazione orbitale pesante nell'orbita vicina alla Terra, con la successiva prospettiva di assemblare TMK, un veicolo spaziale interplanetario pesante per voli su Marte e Venere. Tuttavia, in seguito, fu presa una decisione tardiva di includere l'URSS nella "razza lunare" con la consegna di un uomo sulla superficie lunare. Pertanto, il programma per la creazione del razzo N-1 è stato accelerato e si è effettivamente trasformato in un vettore per il veicolo spaziale di spedizione LZ nel complesso N-1-LZ.
Prima di decidere il layout finale del veicolo di lancio, i creatori hanno dovuto valutare almeno 60 diverse opzioni, dal multiblocco al monoblocco, alla divisione parallela e sequenziale del razzo in stadi. Per ciascuna di queste opzioni, sono state effettuate analisi complete e pertinenti di vantaggi e svantaggi, compreso uno studio di fattibilità del progetto.
Nel corso della ricerca preliminare, i creatori sono stati costretti ad abbandonare lo schema multiblocco con divisione parallela in fasi, sebbene questo schema fosse già stato testato sull'R-7 e consentisse di trasportare elementi già pronti del veicolo di lancio (sistemi di propulsione, serbatoi) dalla centrale al cosmodromo su rotaia… Il razzo è stato assemblato e controllato in loco. Questo schema è stato rifiutato a causa della combinazione non ottimale di costi di massa e collegamenti idraulici, meccanici, pneumatici ed elettrici aggiuntivi tra i blocchi missilistici. Di conseguenza, è emerso uno schema monoblocco, che prevedeva l'uso di motori a razzo a propellente liquido con prepompe, che consentivano di ridurre lo spessore delle pareti (e quindi la massa) dei serbatoi, nonché di ridurre la pressione del gas di sovralimentazione.
Il progetto del razzo N-1 era per molti versi insolito, ma le sue principali caratteristiche distintive erano lo schema originale con serbatoi sospesi sferici, nonché una pelle esterna portante, che era supportata da un set di potenza (uno schema di aeroplano di "semi-monococks" è stato utilizzato) e una disposizione anulare di motori a razzo a propellente liquido in ciascuno degli stadi. Grazie a questa soluzione tecnica, applicata al primo stadio del razzo durante il lancio e la sua ascesa, l'aria dall'atmosfera circostante veniva espulsa nello spazio interno sotto il serbatoio dai getti di scarico LPRE. Il risultato fu una parvenza di un motore a reazione molto grande che includeva l'intera parte inferiore della struttura del primo stadio. Anche senza la postcombustione dell'aria dello scarico LPRE, questo schema ha fornito al razzo un significativo aumento della spinta, aumentandone l'efficienza complessiva.
Gli stadi del razzo N-1 erano interconnessi da speciali tralicci di transizione, attraverso i quali i gas potevano fluire assolutamente liberamente in caso di avviamento a caldo dei motori delle fasi successive. Il razzo è stato controllato lungo il canale di rollio con l'aiuto di ugelli di controllo, in cui è stato alimentato il gas, scaricato lì dopo le unità turbopompa (TNA), lungo i canali di beccheggio e rotta, il controllo è stato effettuato utilizzando il disadattamento di spinta del motori a propellente liquido opposti.
A causa dell'impossibilità di trasportare gli stadi del razzo super pesante su rotaia, i creatori hanno proposto di rendere staccabile il guscio esterno dell'N-1 e di produrre i suoi serbatoi di carburante da fogli grezzi ("petali") già direttamente al cosmodromo stesso. Inizialmente, questa idea non si adattava alle menti dei membri della commissione di esperti. Pertanto, dopo aver adottato il progetto preliminare del razzo N-1 nel luglio 1962, i membri della commissione raccomandarono che le questioni relative alla consegna degli stadi del razzo assemblate fossero ulteriormente risolte, ad esempio utilizzando un dirigibile.
Durante la difesa del progetto preliminare del razzo, alla commissione sono state presentate 2 varianti del razzo: utilizzando AT o ossigeno liquido come ossidante. In questo caso, l'opzione con ossigeno liquido è stata considerata come la principale, poiché un razzo che utilizzava carburante AT-NDMG avrebbe caratteristiche inferiori. In termini di valore, la creazione di un motore ad ossigeno liquido sembrava essere più economica. Allo stesso tempo, secondo i rappresentanti di OKB-1, in caso di emergenza a bordo del razzo, l'opzione dell'ossigeno sembrava più sicura dell'opzione che utilizzava un ossidante a base di AT. I creatori del razzo hanno ricordato lo schianto dell'R-16, avvenuto nell'ottobre 1960 e hanno lavorato su componenti tossici autoinfiammabili.
Durante la creazione di una versione multimotore del razzo N-1, Sergey Korolev ha fatto affidamento, prima di tutto, sul concetto di aumentare l'affidabilità dell'intero sistema di propulsione, attraverso l'eventuale spegnimento di motori a razzo difettosi durante il volo. Questo principio ha trovato la sua applicazione nel sistema di controllo del motore - KORD, che è stato progettato per rilevare e spegnere i motori difettosi.
Korolev ha insistito sull'installazione del motore a propellente liquido dei motori. Mancando le capacità infrastrutturali e tecnologiche della creazione costosa e rischiosa di motori avanzati ossigeno-idrogeno ad alta energia e sostenendo l'uso di motori eptil-amile più tossici e potenti, il principale ufficio di costruzione di motori Glushko non si è impegnato in motori per H1, dopo il cui sviluppo è stato affidato alla KB Kuznetsov. Vale la pena notare che gli specialisti di questo ufficio di progettazione sono riusciti a raggiungere la massima perfezione delle risorse e dell'energia per i motori di tipo ossigeno-cherosene. In tutte le fasi del veicolo di lancio, il carburante si trovava nei serbatoi a sfera originali, che erano sospesi dal guscio di supporto. Allo stesso tempo, i motori del Kuznetsov Design Bureau non erano abbastanza potenti, il che ha portato al fatto che dovevano essere installati in grandi quantità, il che alla fine ha portato a una serie di effetti negativi.
Il set di documentazione di progettazione per l'N-1 era pronto entro marzo 1964, i test di progettazione in volo (LKI) dovevano iniziare nel 1965, ma a causa della mancanza di fondi e risorse per il progetto, ciò non accadde. Colpito dalla mancanza di interesse per questo progetto - il Ministero della Difesa dell'URSS, poiché il carico utile del razzo e la gamma di compiti non sono stati specificamente designati. Quindi Sergei Korolev ha cercato di interessare la leadership politica dello stato al razzo proponendo di utilizzare il razzo nella missione lunare. Questa proposta è stata accettata. Il 3 agosto 1964 fu emesso un corrispondente decreto governativo, la data di inizio dell'LKI sul razzo fu spostata al 1967-1968.
Per portare a termine la missione di consegnare 2 cosmonauti nell'orbita lunare con uno di loro atterrato in superficie, è stato necessario aumentare la capacità di carico del razzo a 90-100 tonnellate. Ciò richiedeva soluzioni che non avrebbero portato a cambiamenti fondamentali nella bozza di progetto. Sono state trovate tali soluzioni: installazione di ulteriori 6 motori LPRE nella parte centrale del fondo del blocco "A", modificando l'azimut di lancio, abbassando l'altezza dell'orbita di riferimento, aumentando il riempimento dei serbatoi di carburante mediante il superraffreddamento del carburante e dell'ossidante. Grazie a ciò, la capacità di carico dell'N-1 è stata aumentata a 95 tonnellate e il peso di lancio è aumentato a 2800-2900 tonnellate. Il progetto di progetto del razzo N-1-LZ per il programma lunare fu firmato da Korolev il 25 dicembre 1964.
L'anno successivo, lo schema del razzo subì modifiche, fu deciso di abbandonare l'espulsione. Il flusso d'aria è stato chiuso con l'introduzione di una speciale sezione di coda. Una caratteristica distintiva del razzo era il massiccio rinculo del carico utile, che era unico per i missili sovietici. L'intero schema portante ha funzionato per questo, in cui il telaio e i serbatoi non formavano un tutt'uno. Allo stesso tempo, un'area di layout piuttosto ridotta, dovuta all'utilizzo di grandi serbatoi sferici, ha portato ad una diminuzione del carico utile, e d'altra parte, le caratteristiche estremamente elevate dei motori, il peso specifico estremamente basso dei serbatoi e soluzioni di design uniche lo hanno aumentato.
Tutti gli stadi del razzo erano chiamati blocchi "A", "B", "C" (nella versione lunare erano usati per lanciare la navicella nell'orbita vicina alla terra), i blocchi "G" e "D" avevano lo scopo di accelerare l'astronave dalla Terra e decelerare sulla Luna. Lo schema unico del razzo N-1, tutti i cui stadi erano strutturalmente simili, ha permesso di trasferire i risultati del test del 2 ° stadio del razzo al 1 °. Eventuali imprevisti che non potevano essere “catturati” a terra avrebbero dovuto essere controllati in volo.
Il 21 febbraio 1969 ebbe luogo il primo lancio di un razzo, seguito da altri 3 lanci. Tutti loro non hanno avuto successo. Sebbene nel corso di alcuni test al banco, i motori NK-33 si siano rivelati molto affidabili, la maggior parte dei problemi che si sono verificati sono stati associati ad essi. I problemi dell'H-1 erano associati alla coppia di inversione, alle forti vibrazioni, agli shock idrodinamici (all'accensione dei motori), al rumore elettrico e ad altri effetti non spiegati causati dal funzionamento simultaneo di un numero così elevato di motori (nella prima fase - 30) e le grandi dimensioni del vettore stesso. …
Queste difficoltà non potevano essere stabilite prima dell'inizio dei voli, poiché per risparmiare denaro, non sono stati prodotti costosi supporti da terra per condurre test antincendio e dinamici dell'intero vettore o almeno della sua prima fase della raccolta. Il risultato è stato il test di un prodotto complesso direttamente in volo. Questo approccio piuttosto controverso alla fine ha portato a una serie di incidenti con veicoli di lancio.
Alcuni attribuiscono il fallimento del progetto al fatto che lo stato non ha avuto una posizione chiara fin dall'inizio, come la partecipazione strategica di Kennedy alla missione lunare. Sono documentati Sharakhanya Krusciov e poi la leadership di Breznev in relazione a strategie e compiti efficaci dell'astronautica. Quindi uno degli sviluppatori di "Tsar-Rocket" Sergei Kryukov ha notato che il complesso N-1 è morto non tanto a causa di difficoltà tecniche, ma perché è diventato una merce di scambio nel gioco delle ambizioni personali e politiche.
Un altro veterano del settore, Vyacheslav Galyaev, ritiene che il fattore determinante dei fallimenti, oltre alla mancanza di dovuta attenzione da parte dello stato, sia stata la banale incapacità di lavorare con oggetti così complessi, pur ottenendo l'approvazione di criteri di qualità e affidabilità, così come la riluttanza della scienza sovietica in quel momento all'attuazione di un programma su larga scala. In un modo o nell'altro, nel giugno 1974, i lavori sul complesso N1-LZ furono interrotti. L'arretrato disponibile nell'ambito di questo programma è stato distrutto e i costi (per un importo di 4-6 miliardi di rubli ai prezzi del 1970) sono stati semplicemente ammortizzati.
