Ülimalt raske kandurrakett N-1 sai hüüdnime "tsaarrakett" suurte mõõtmete (stardimass peaaegu 2500 tonni, kõrgus-110 meetrit) ja selle nimel seatud eesmärkide tõttu. Rakett pidi aitama tugevdada riigi kaitsevõimet, edendama teaduslikke ja riiklikke majandusprogramme ning mehitatud planeetidevahelisi lende. Kuid sarnaselt nende kuulsatele nimekaimudele - tsaar Bell ja tsaarkahur - ei kasutatud seda disaintoodet kunagi ettenähtud otstarbel.
NSV Liit hakkas raske superraketi loomisele mõtlema juba 1950. aastate lõpus. Ideid ja eeldusi selle arendamiseks koguti kuninglikku OKB-1. Valikute hulgas oli esimeste Nõukogude Liidu satelliitide õhku paiskanud raketi R-7 projekteerimisreservi kasutamine ja isegi tuumajõuseadme väljatöötamine. Lõpuks valis ekspertkomisjon ja hiljem riigi juhtkond 1962. aastaks vertikaalse raketidisainiga paigutuse, mis võib orbiidile viia kuni 75 tonni kaaluva koorma (Kuule visatud lasti mass on 23 tonni, Marsile - 15 tonni). Samal ajal oli võimalik tutvustada ja arendada suurt hulka ainulaadseid tehnoloogiaid - pardaarvuti, uued keevitusmeetodid, võretiivad, avariisüsteem astronautidele ja palju muud.
Esialgu oli rakett mõeldud raske orbitaaljaama maa-lähedasele orbiidile viimiseks, millele järgnes väljavaade monteerida raske planeetidevaheline kosmoselaev TMK Marsile ja Veenusele. Hiljem aga tehti hilinenud otsus kaasata NSV Liit "kuurassi" koos mehe toimetamisega Kuu pinnale. Seega kiirendati N-1 raketi loomise programmi ja see muutus tegelikult N-1-LZ kompleksi ekspeditsioonilise kosmoselaeva LZ kandjaks.
Enne kanderaketi lõpliku paigutuse üle otsustamist pidid loojad hindama vähemalt 60 erinevat võimalust, alates mitmeplokilisest kuni monoblokini, nii raketi paralleelset kui ka järjestikust etappideks jaotamist. Kõigi nende valikute puhul viidi läbi asjakohased põhjalikud analüüsid nii eeliste kui ka puuduste kohta, sealhulgas projekti teostatavusuuring.
Eeluuringute käigus olid loojad sunnitud loobuma mitme ploki skeemist, mis jagunes paralleelselt etappideks, kuigi seda skeemi oli juba katsetatud R-7 peal ja see võimaldas transportida kanderaketi valmis elemente. (tõukejõusüsteemid, paagid) tehasest kosmodroomile raudteel … Rakett pandi kokku ja kontrolliti kohapeal. See skeem lükati tagasi massikulude ning raketiplokkide vaheliste täiendavate hüdro-, mehaaniliste, pneumaatiliste ja elektriühenduste mitteoptimaalse kombinatsiooni tõttu. Selle tulemusel tuli esiplaanile monoblokkide skeem, mis hõlmas eelpumpadega vedelkütusega raketimootorite kasutamist, mis võimaldas vähendada mahutite seinapaksust (ja seega ka massi), samuti alandage gaasirõhku.
Raketi N-1 projekt oli paljuski ebatavaline, kuid selle peamised eristavad jooned olid algne skeem sfääriliste rippmahutitega, samuti kandev väliskate, mida toetas jõuseade (lennukiskeem "poolmonokokke") ja vedela raketikütusega raketimootorite rõngakujuline paigutus igas etapis. Tänu sellele tehnilisele lahendusele, nagu seda rakendati raketi esimesele astmele stardi ja selle tõusu ajal, väljutati LPRE heitgaaside abil ümbritsevast atmosfäärist õhk paagi all asuvasse siseruumi. Tulemuseks oli väga suure reaktiivmootori välimus, mis hõlmas kogu 1. astme konstruktsiooni alumist osa. Isegi ilma LPRE heitgaasi järelpõletuseta andis see skeem raketile tõukejõu olulise suurenemise, suurendades selle üldist efektiivsust.
Raketi N-1 etapid olid omavahel ühendatud spetsiaalsete üleminekusõrestikega, mille kaudu gaasid said järgmiste etappide mootorite kuumkäivituse korral absoluutselt vabalt voolata. Raketit juhiti mööda rullkanalit juhtimisdüüside abil, millesse gaas juhiti, pärast turbopumpade (TNA) väljalaskmist mööda pigi ja kursuse kanaleid, juhtimine viidi läbi kasutades tõukejõu mittevastavust vedelkütusel töötavate mootorite vastas.
Kuna üliraske raketi etappe ei ole võimalik raudteel transportida, tegid loojad ettepaneku teha N-1 väliskest eemaldatavaks ja toota selle kütusepaagid lehtede toorikutest ("kroonlehed") juba otse kosmodroom ise. Esialgu ei mahtunud see idee ekspertkomisjoni liikmete pähe. Seetõttu soovitasid komisjoni liikmed pärast 1962. aasta juulis N-1 raketi eelprojekti vastuvõtmist kokkupandud raketiastmete kohaletoimetamise küsimusi edasi arendada, näiteks kasutades õhulaeva.
Raketi eelprojekti kaitsmise ajal esitati komisjonile 2 raketi varianti: AT või vedela hapniku kasutamine oksüdeerijana. Sel juhul peeti peamiseks variandiks vedelat hapnikku, kuna AT-NDMG kütust kasutaval raketil oleksid madalamad omadused. Väärtuslikus mõttes tundus vedela hapnikuga mootori loomine ökonoomsem. Samal ajal tundus OKB-1 esindajate sõnul raketi pardal aset leidnud hädaolukorras hapnikuvõimalus ohutum kui AT-põhist oksüdeerijat kasutav variant. Raketi loojad mäletasid oktoobris 1960 toimunud R-16 õnnetust, mis töötas isesüttivate mürgiste komponentide kallal.
Raketi N-1 mitme mootoriga versiooni loomisel tugines Sergei Korolev ennekõike kogu tõukejõusüsteemi töökindluse suurendamise kontseptsioonile defektsete rakettmootorite võimaliku väljalülitamise ajal lennu ajal. See põhimõte on leidnud rakenduse mootori juhtimissüsteemis - KORD, mis oli mõeldud vigase mootori avastamiseks ja väljalülitamiseks.
Korolev nõudis mootorite vedelkütuse mootori paigaldamist. Juhtiv mootoritootmisbüroo Glushko ei hakanud pärast H1 mootoreid, kuna puudus infrastruktuurilistest ja tehnoloogilistest võimalustest arenenud suure energiaga hapniku-vesiniku mootorite kulukas ja riskantne loomine, ning pooldas mürgisemate ja võimsamate heptüülamüülmootorite kasutamist. mille väljatöötamine usaldati Kuznetsovi KB -le. Väärib märkimist, et selle projekteerimisbüroo spetsialistidel õnnestus saavutada hapniku-petrooleumi tüüpi mootorite kõrgeim ressursside ja energia täiuslikkus. Kanderaketi kõikides etappides asus kütus algsetes kuulpaakides, mis olid riputatud kandekestast. Samal ajal ei olnud Kuznetsovi disainibüroo mootorid piisavalt võimsad, mis tõi kaasa asjaolu, et neid tuli paigaldada suurtes kogustes, mis lõppkokkuvõttes tõi kaasa mitmeid negatiivseid mõjusid.
N-1 projekteerimisdokumentatsiooni komplekt oli valmis 1964. aasta märtsiks, lennuprojektide katsetusi (LKI) plaaniti alustada 1965. aastal, kuid projekti rahastamise ja vahendite puudumise tõttu seda ei juhtunud. Mõjutatud vähene huvi selle projekti vastu - NSVL kaitseministeerium, kuna raketi kasulik koormus ja ülesannete valik ei olnud konkreetselt määratud. Seejärel üritas Sergei Korolev riigi poliitilist juhtimist raketis huvitada, tehes ettepaneku kasutada raketti Kuu missioonil. See ettepanek võeti vastu. 3. augustil 1964 anti välja vastav valitsuse määrus, raketil oleva LKI alguskuupäev nihutati aastatele 1967–1968.
Et täita missiooni viia 2 kosmonauti Kuu orbiidile, neist üks maandudes pinnale, oli vaja suurendada raketi kandevõimet 90–100 tonnini. See nõudis lahendusi, mis ei tooks kavandi eskiisis põhimõttelisi muudatusi. Sellised lahendused leiti - täiendavate 6 LPRE mootori paigaldamine ploki "A" põhja keskosasse, stardi asimuudi muutmine, võrdlusorbiidi kõrguse alandamine, kütusepaakide täitmise suurendamine kütuse ja oksüdeerija ülejahutamisega. Tänu sellele suurendati N-1 kandevõimet 95 tonnini ja stardimass 2800-2900 tonnini. Kuuprogrammi raketi N-1-LZ eskiisprojekti allkirjastas Korolev 25. detsembril 1964. aastal.
Järgmisel aastal raketiskeem muutus, otsustati väljaviskamisest loobuda. Õhuvool suleti spetsiaalse sabaosa kasutuselevõtuga. Raketi eripäraks oli massiivne tagasilöök, mis oli omane ainult Nõukogude rakettidele. Selleks töötas kogu kandeskeem, milles raam ja mahutid ei moodustanud ühtset tervikut. Samal ajal põhjustas üsna väike paigutuspind suurte sfääriliste paakide kasutamise tõttu kasulikku koormust ja teisest küljest mootorite ülikõrgeid omadusi, mahutite äärmiselt väikest erikaalu. ja ainulaadsed disainilahendused suurendasid seda.
Raketi kõiki etappe nimetati plokkideks "A", "B", "C" (Kuu versioonis kasutati neid kosmoseaparaadi maapealsele orbiidile viimiseks), plokkide "G" ja "D" eesmärk oli kiirendada. kosmoselaev Maalt ja aeglustab Kuu juures. Raketi N-1 ainulaadne skeem, mille kõik etapid olid struktuurselt sarnased, võimaldas raketi 2. astme katsetulemused üle kanda esimesele. Võimalikke ettenägematuid olukordi, mida ei saanud kohapeal kinni püüda, pidi lennu ajal kontrollima.
21. veebruaril 1969 toimus esimene raketiheitmine, millele järgnes veel 3 õhkulaskmist. Kõik need olid ebaõnnestunud. Kuigi mõne stendikatse käigus osutusid NK-33 mootorid väga usaldusväärseteks, olid enamik tekkivaid probleeme nendega seotud. H-1 probleemid olid seotud pöördemomendi, tugeva vibratsiooni, hüdrodünaamilise šokiga (mootorite sisselülitamisel), elektrilise müraga ja muude mõjudega, mida ei arvestatud sellise hulga mootorite samaaegse töötamise tagajärjel (esimesel etapil - 30) ja kandja enda suured mõõtmed. …
Neid raskusi ei õnnestunud enne lendude algust tuvastada, kuna raha säästmiseks ei toodetud kalleid maapealseid stende kogu vedaja tulekahju ja dünaamiliste testide läbiviimiseks või vähemalt selle kogumise 1. etapiks. Selle tulemuseks oli keerulise toote katsetamine otse lennu ajal. See üsna vastuoluline lähenemisviis tõi lõpuks kaasa kanderaketiõnnetuste seeria.
Mõned seletavad projekti ebaõnnestumist asjaoluga, et osariigil ei olnud algusest peale kindlat selget positsiooni, nagu Kennedy strateegilisel osalusel Kuu missioonil. Sharakhanya Hruštšov ja seejärel Brežnevi juhtkond seoses astronautika tõhusate strateegiate ja ülesannetega on dokumenteeritud. Nii märkis üks "Tsar-Rocket" arendajatest Sergei Krjukov, et N-1 kompleks suri mitte niivõrd tehniliste raskuste tõttu, kuivõrd seetõttu, et sellest sai läbirääkimiste kiip isiklike ja poliitiliste ambitsioonide mängus.
Teine tööstusharu veteran Vjatšeslav Galjajev usub, et ebaõnnestumiste määravaks teguriks oli lisaks riigi nõuetekohase tähelepanu puudumisele ka banaalne suutmatus töötada selliste keerukate objektidega, saavutades samal ajal kvaliteedi- ja töökindluskriteeriumide heakskiidu, samuti nõukogude teaduse tollane soovimatus sellise suuremahulise programmi elluviimiseks. Nii või teisiti 1974. aasta juunis lõpetati töö N1-LZ kompleksi kallal. Selle programmi raames saadaolev mahajäämus hävitati ja kulud (4–6 miljardi rubla ulatuses 1970. aasta hindades) kanti lihtsalt maha.
