Superteška raketa-nosač N-1 dobila je nadimak "carska raketa" zbog velikih dimenzija (lansirna težina od skoro 2500 tona, visina-110 metara), kao i ciljeva postavljenih tokom rada na njoj. Raketa je trebala pomoći jačanju obrambenih sposobnosti države, promovirati znanstvene i nacionalne ekonomske programe, kao i međuplanetarne letove s ljudskom posadom. Međutim, kao i njihovi slavni imenjaci - Car Bell i Car Cannon - ovaj dizajnerski proizvod nikada nije korišten za svoju namjenu.
SSSR je počeo razmišljati o stvaranju teške superrakete još krajem 1950-ih. Ideje i pretpostavke za njegov razvoj akumulirane su u kraljevskom OKB-1. Među opcijama je bila upotreba dizajnerske rezerve rakete R-7 koja je lansirala prve sovjetske satelite, pa čak i razvoj nuklearnog pogonskog sistema. Konačno, do 1962. godine, stručna komisija, a kasnije i rukovodstvo zemlje, izabrali su aranžman s vertikalnom konstrukcijom rakete, koji je mogao staviti u orbitu teret težak do 75 tona (masa tereta bačenog na Mjesec je 23 tone, do Marsa - 15 tona). U isto vrijeme bilo je moguće uvesti i razviti veliki broj jedinstvenih tehnologija - ugrađeni računar, nove metode zavarivanja, rešetkasta krila, sistem za spašavanje astronauta u hitnim slučajevima i još mnogo toga.
U početku je raketa imala namjeru lansirati tešku orbitalnu stanicu u orbitu blizu Zemlje, s kasnijom mogućnošću sastavljanja TMK, teške međuplanetarne svemirske letjelice za letove do Marsa i Venere. Međutim, kasnije je donesena zakašnjela odluka da se SSSR uključi u "Mjesečevu utrku" s isporukom čovjeka na površinu Mjeseca. Tako je program za stvaranje rakete N-1 ubrzan i zapravo se pretvorio u nosač ekspedicijske letjelice LZ u kompleksu N-1-LZ.
Prije nego što su odlučili o konačnom izgledu lansirnog vozila, kreatori su morali procijeniti najmanje 60 različitih opcija, od više blokova do monobloka, paralelno i uzastopno dijeljenje rakete na etape. Za svaku od ovih opcija provedene su relevantne sveobuhvatne analize prednosti i nedostataka, uključujući studiju izvodljivosti projekta.
Tijekom preliminarnih istraživanja, kreatori su bili prisiljeni napustiti shemu s više blokova s paralelnom podjelom u etape, iako je ova shema već bila testirana na R-7 i omogućila je transport gotovih elemenata lansirnog vozila (pogonski sistemi, rezervoari) od postrojenja do kosmodroma željeznicom … Raketa je sastavljena i provjerena na licu mjesta. Ova shema je odbijena zbog neoptimalne kombinacije masovnih troškova i dodatnih hidro, mehaničkih, pneumatskih i električnih veza između raketnih blokova. Kao rezultat toga, do izražaja je došla monoblok shema koja je uključivala upotrebu raketnih motora na tekuće gorivo s predpumpama, što je omogućilo smanjenje debljine stijenke (a time i mase) spremnika, kao i smanjiti pritisak gasa za pojačavanje.
Projekt rakete N-1 bio je po mnogo čemu neobičan, ali njegove glavne karakteristike bile su originalna shema sa sferičnim ovješenim tenkovima, kao i nosiva vanjska oplata, koju je podupirao sklop snage (avionska shema korišteni su "polu-monococks") i prstenasti raspored raketnih motora na tekuće gorivo u svakoj od faza. Zahvaljujući ovom tehničkom rješenju, primijenjenom na prvoj fazi rakete tokom lansiranja i njenog uspona, zrak iz okolne atmosfere izbačen je u unutrašnji prostor ispod rezervoara pomoću ispušnih mlaznica LPRE. Rezultat je bio privid vrlo velikog mlaznog motora koji je uključivao cijeli donji dio konstrukcije 1. stupnja. Čak i bez dopunskog izgaranja LPRE ispuha, ova shema je raketi omogućila značajno povećanje potiska, povećavajući ukupnu efikasnost.
Faze rakete N-1 bile su međusobno povezane posebnim prijelaznim rešetkama, kroz koje su plinovi mogli teći apsolutno slobodno u slučaju vrućeg pokretanja motora sljedećih faza. Raketa je upravljana duž kanala kotrljanja pomoću kontrolnih mlaznica, u koje se dovodio gas, ispuštao tamo nakon jedinica turbopumpi (TNA), duž kanala nagiba i kursa, kontrola je vršena pomoću neusklađenosti potiska nasuprot motorima na tečno gorivo.
Zbog nemogućnosti transporta stepeništa superteške rakete željeznicom, kreatori su predložili da se vanjski omotač N-1 odvoji, a njegovi rezervoari za gorivo proizvedu od praznih limova ("latica") već direktno na sam kosmodrom. U početku se ova ideja nije uklapala u glave članova stručne komisije. Stoga su članovi komisije, usvojivši idejni projekat rakete N-1 u julu 1962. godine, preporučili da se pitanja isporuke sastavljenih raketnih stepenica dodatno razrade, na primjer, upotrebom vazdušnog broda.
Prilikom odbrane idejnog projekta rakete, komisiji su predstavljene dvije varijante rakete: upotreba AT -a ili tekućeg kisika kao oksidanta. U ovom slučaju opcija s tekućim kisikom smatrana je glavnom jer bi raketa koja koristi gorivo AT-NDMG imala niže karakteristike. Što se tiče vrijednosti, činilo se da je stvaranje motora s tekućim kisikom ekonomičnije. U isto vrijeme, prema riječima predstavnika OKB-1, u slučaju nužde na raketi, opcija kisika djelovala je sigurnije od opcije s oksidantom na bazi AT. Tvorci rakete sjetili su se pada R-16, koji se dogodio u oktobru 1960. i radio na samozapaljivim otrovnim komponentama.
Prilikom stvaranja višemotorne verzije rakete N-1, Sergej Korolev oslanjao se, prije svega, na koncept povećanja pouzdanosti cijelog pogonskog sistema, kroz moguće gašenje neispravnih raketnih motora tokom leta. Ovaj princip je našao svoju primjenu u sistemu upravljanja motorom - KORD, koji je dizajniran za otkrivanje i gašenje neispravnih motora.
Korolev je insistirao na ugradnji motora na tečno gorivo. U nedostatku infrastrukturnih i tehnoloških mogućnosti skupocjenog i rizičnog stvaranja naprednih visokoenergetskih motora s kisikom i vodikom, te zagovaranja upotrebe otrovnijih i snažnijih heptil-amil motora, vodeći biro za izgradnju motora Glushko se nije bavio motorima za N1, nakon koji je njihov razvoj povjeren KB -u Kuznetsov. Vrijedi napomenuti da su stručnjaci ovog dizajnerskog biroa uspjeli postići najveće resurse i energetsko savršenstvo za motore tipa kisika i kerozina. U svim fazama lansirnog vozila gorivo se nalazilo u originalnim kugličnim spremnicima, koji su bili okačeni za noseću školjku. Istovremeno, motori dizajnerskog biroa Kuznetsov nisu bili dovoljno snažni, što je dovelo do činjenice da su ih morali instalirati u velikim količinama, što je na kraju dovelo do brojnih negativnih učinaka.
Komplet projektne dokumentacije za N-1 bio je gotov do marta 1964. godine, planirano je da letačka ispitivanja (LKI) počnu 1965. godine, ali zbog nedostatka sredstava i sredstava za to se to nije dogodilo. Pogođen nedostatkom interesa za ovaj projekt - Ministarstvo obrane SSSR -a, budući da nosivost rakete i raspon zadataka nisu bili posebno određeni. Tada je Sergej Korolev pokušao zainteresirati političko vodstvo države za raketu predlažući da se raketa koristi u lunarnoj misiji. Ovaj prijedlog je prihvaćen. 3. avgusta 1964. godine izdata je odgovarajuća vladina uredba, datum početka LKI na raketi pomjeren je na 1967-1968.
Da bi se izvršila misija isporuke 2 kosmonauta na Mjesečevu orbitu s jednim od njih koji je sletio na površinu, bilo je potrebno povećati nosivost rakete na 90-100 tona. To je zahtijevalo rješenja koja ne bi dovela do temeljnih promjena u nacrtu. Takva rješenja su pronađena - ugradnja dodatnih 6 LPRE motora u središnji dio dna bloka "A", mijenjanje azimuta lansiranja, smanjenje visine referentne orbite, povećanje punjenja rezervoara za gorivo superhlađenjem goriva i oksidanta. Zahvaljujući tome, nosivost N-1 povećana je na 95 tona, a lansirna težina na 2800-2900 tona. Nacrt rakete N-1-LZ za lunarni program Korolev je potpisao 25. decembra 1964. godine.
Iduće godine raketna shema doživjela je promjene, pa je odlučeno da se odustane od izbacivanja. Protok zraka zatvoren je uvođenjem posebnog repnog dijela. Posebnost rakete bio je veliki trzaj korisnog tereta, jedinstven za sovjetske rakete. Za to je funkcionirala cijela nosiva shema u kojoj okvir i spremnici nisu činili jednu cjelinu. U isto vrijeme, prilično mala površina, zbog upotrebe velikih sfernih spremnika, dovela je do smanjenja korisnog tereta, a s druge strane, izuzetno visokih karakteristika motora, izuzetno niske specifične težine tenkova i jedinstvena dizajnerska rješenja povećala su ga.
Sve faze rakete nazivale su se blokovi "A", "B", "C" (u mjesečevoj verziji korišteni su za lansiranje letjelice u orbitu oko Zemlje), blokovi "G" i "D" su trebali ubrzati letjelica sa Zemlje i usporavanje na Mjesecu. Jedinstvena shema rakete N-1, čije su sve faze bile strukturno slične, omogućila je prijenos rezultata ispitivanja 2. stepena rakete na prvu. Eventualne nepredviđene situacije koje se nisu mogle „uloviti“na tlu trebalo je provjeriti u letu.
Dana 21. februara 1969. godine izvedeno je prvo lansiranje rakete, nakon čega su uslijedila još tri lansiranja. Svi su bili neuspješni. Iako su se tijekom nekih benč testova motori NK-33 pokazali vrlo pouzdanima, većina problema koji se javljaju bila je povezana s njima. Problemi H-1 bili su povezani s okretnim momentom unatrag, snažnim vibracijama, hidrodinamičkim udarom (kada su motori bili uključeni), električnom bukom i drugim neobjašnjivim učincima koji su uzrokovani istovremenim radom tako velikog broja motora (u prvoj fazi - 30) i velike dimenzije samog nosača. …
Te se poteškoće nisu mogle utvrditi prije početka letova, jer radi uštede novca nisu proizvedeni skupi podzemni stalci za provođenje požarnih i dinamičkih ispitivanja cijelog nosača ili barem njegove prve faze prikupljanja. Rezultat toga je bilo testiranje složenog proizvoda direktno u letu. Ovaj prilično kontroverzan pristup na kraju je doveo do niza nesreća u lansirnim vozilima.
Neki neuspjeh projekta pripisuju činjenici da država od samog početka nije imala definitivno jasan stav, poput Kennedyjevog strateškog udjela u lunarnoj misiji. Dokumentirano je Sharakhanya Hruščov, a zatim i Brežnjevsko vodstvo u odnosu na učinkovite strategije i zadatke astronautike. Tako je jedan od programera "Tsar-Rocket-a" Sergej Kryukov primijetio da kompleks N-1 nije umro toliko zbog tehničkih poteškoća, već zato što je postao pregovaračko sredstvo u igri ličnih i političkih ambicija.
Drugi veteran industrije, Vjačeslav Galjajev, smatra da je odlučujući faktor kvarova, pored nedostatka dužne pažnje države, bila i banalna nemogućnost rada sa tako složenim objektima, uz postizanje odobrenja kriterija kvalitete i pouzdanosti, kao i nespremnost tadašnje sovjetske nauke na provedbu tako velikog programa. Na ovaj ili onaj način, u junu 1974. godine radovi na kompleksu N1-LZ su obustavljeni. Zaostaci koji su dostupni u okviru ovog programa uništeni su, a troškovi (u iznosu od 4-6 milijardi rubalja u cijenama iz 1970.) jednostavno su otpisani.
