Superteška raketa-nosač N-1 dobila je nadimak "Tsar Rocket" zbog velikih dimenzija (lansirna težina od gotovo 2500 tona, visina-110 metara), kao i ciljeva postavljenih tijekom rada na njoj. Raketa je trebala pomoći jačanju obrambenih sposobnosti države, promicati znanstvene i nacionalne gospodarske programe, kao i međuplanetarne letove s ljudskom posadom. Međutim, kao i njihovi slavni imenjaci - Car Bell i Tsar Cannon - ovaj dizajnerski proizvod nikada nije korišten za predviđenu namjenu.
SSSR je počeo razmišljati o stvaranju teške superrakete još krajem 1950-ih. Ideje i pretpostavke za njegov razvoj skupljene su u kraljevskom OKB-1. Među mogućnostima bila je i upotreba dizajnerske rezerve rakete R-7 koja je lansirala prve sovjetske satelite, pa čak i razvoj nuklearnog pogonskog sustava. Konačno, do 1962. godine, stručno povjerenstvo, a kasnije i vodstvo zemlje, odabrali su aranžman s vertikalnom konstrukcijom rakete, koji je u orbitu mogao staviti teret težak do 75 tona (masa tereta bačenog na Mjesec iznosi 23 tone, do Marsa - 15 tona). Istodobno je bilo moguće uvesti i razviti veliki broj jedinstvenih tehnologija - računalo na vozilu, nove metode zavarivanja, rešetkasta krila, sustav spašavanja u nuždi za astronaute i još mnogo toga.
U početku je raketa trebala lansirati tešku orbitalnu stanicu u Zemljinu orbitu, s kasnijom mogućnošću sastavljanja TMK, teške međuplanetarne 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 za ekspedicijsku letjelicu 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, paralelne i uzastopne podjele rakete na stupnjeve. Za svaku od ovih opcija provedene su relevantne sveobuhvatne analize prednosti i nedostataka, uključujući studiju izvedivosti projekta.
Tijekom preliminarnih istraživanja, kreatori su bili prisiljeni napustiti shemu s više blokova s paralelnom podjelom u etape, iako je ta shema već bila testirana na R-7 i omogućila je transport gotovih elemenata lansirnog vozila (pogonski sustavi, spremnici) od postrojenja do kozmodroma željeznicom … Raketa je sastavljena i provjerena na licu mjesta. Ova je shema odbijena zbog neoptimalne kombinacije masovnih troškova i dodatnih hidro, mehaničkih, pneumatskih i električnih veza između raketnih blokova. Zbog toga je do izražaja došla monoblok shema koja je uključivala uporabu raketnih motora s tekućim pogonom s predpumpom, što je omogućilo smanjenje debljine stijenke (a time i mase) spremnika, kao i smanjiti tlak potisnog plina.
Projekt rakete N-1 bio je po mnogočemu neobičan, ali njegove glavne značajke bile su izvorna shema sa sfernim ovješenim spremnicima, kao i nosiva vanjska oplata, koju je podupirao sklop snage (shema zrakoplova korišteni su "polu-monococks") i prstenasti raspored raketnih motora na tekuće gorivo u svakoj od faza. Zahvaljujući ovom tehničkom rješenju, primijenjenom na prvom stupnju rakete tijekom lansiranja i njezinog uspona, zrak iz okolne atmosfere izbačen je u unutarnji prostor ispod spremnika ispušnim mlaznicama LPRE. Rezultat je bio privid vrlo velikog mlaznog motora koji je uključivao cijeli donji dio konstrukcije 1. stupnja. Čak i bez dopunskog izgaranja zraka LPRE, ova je shema raketi omogućila značajno povećanje potiska, povećavajući njezinu ukupnu učinkovitost.
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 stupnjeva. Raketom se upravljalo uz kanal kotrljanja pomoću kontrolnih mlaznica, u koje se dovodio plin, ispuštao se tamo nakon jedinica turbopumpi (TNA), uz nagib i kanale kursa, kontrola se provodila pomoću neusklađenosti potiska nasuprot motorima na tekuće gorivo.
Zbog nemogućnosti transporta stupnjeva superteške rakete željeznicom, kreatori su predložili da se vanjski omotač N-1 odvoji, a njegovi spremnici za gorivo proizvedu od praznih limova ("latica") već izravno na sam kozmodrom. U početku se ova ideja nije uklapala u glave članova stručnog povjerenstva. Stoga su članovi povjerenstva, usvojivši idejni projekt rakete N-1 u srpnju 1962. godine, preporučili da se pitanja isporuke sastavljenih stupnjeva rakete dodatno razrade, na primjer, pomoću zračnog broda.
Tijekom obrane idejnog projekta rakete, komisiji su predstavljene dvije varijante rakete: upotreba AT -a ili tekućeg kisika kao oksidanta. U ovom se slučaju opcija s tekućim kisikom smatrala glavnom jer bi raketa koja koristi gorivo AT-NDMG imala niže karakteristike. U vrijednosnom smislu, činilo se da je stvaranje motora s tekućim kisikom ekonomičnije. Istodobno, prema predstavnicima 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 listopadu 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 sustava, kroz moguće gašenje neispravnih raketnih motora tijekom leta. Ovo načelo našlo je svoju primjenu u sustavu upravljanja motorom - KORD, koji je dizajniran za otkrivanje i gašenje neispravnih motora.
Korolev je inzistirao na ugradnji motora s tekućim pogonom. U nedostatku infrastrukturnih i tehnoloških mogućnosti skupocjenog i rizičnog stvaranja naprednih visokoenergetskih motora s vodikom s kisikom i vodikom te zagovaranja uporabe otrovnijih i snažnijih heptil-amilnih motora, vodeći ured 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 projektantskog ureda uspjeli postići najveće resurse i energetsko savršenstvo za motore tipa kisika i kerozina. U svim fazama lansirnog vozila gorivo se nalazilo u originalnim kuglastim spremnicima, koji su bili ovješeni o noseću školjku. Istodobno, motori dizajnerskog zavoda Kuznetsov nisu bili dovoljno snažni, što je dovelo do činjenice da su ih morali instalirati u velikim količinama, što je u konačnici dovelo do brojnih negativnih učinaka.
Skup projektne dokumentacije za N-1 bio je gotov do ožujka 1964., planiranje letačkih ispitivanja (LKI) planirano je za 1965., no zbog nedostatka financijskih 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. kolovoza 1964. izdana je odgovarajuća vladina uredba, datum početka LKI na raketi pomaknut je na 1967.-1968.
Da bi se izvršila misija isporuke 2 kozmonauta 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 temeljitih 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 spremnika goriva prehlađenjem goriva i oksidanta. Zahvaljujući tome, nosivost N-1 povećana je na 95 tona, a lansirna težina na 2800-2900 tona. Nacrt dizajna rakete N-1-LZ za lunarni program Korolev je potpisao 25. prosinca 1964. godine.
Iduće godine raketna shema doživjela je promjene, pa je odlučeno napustiti izbacivanje. Protok zraka zatvoren je uvođenjem posebnog repnog dijela. Posebnost rakete bio je veliki trzaj korisnog tereta, jedinstven za sovjetske projektile. Za to je radila cijela nosiva shema u kojoj okvir i spremnici nisu činili jednu cjelinu. Istodobno, prilično mala površina, zbog uporabe velikih sfernih spremnika, dovela je do smanjenja korisnog tereta, a s druge strane, iznimno visokih karakteristika motora, iznimno niske specifične težine tenkova a jedinstvena dizajnerska rješenja povećala su ga.
Svi stupnjevi rakete zvali su se blokovi "A", "B", "C" (u mjesečevoj verziji korišteni su za lansiranje letjelice u orbitu oko Zemlje), blokovi "G" i "D" namijenjeni su ubrzanju letjelice sa Zemlje i usporavanja na Mjesecu. Jedinstvena shema rakete N-1, čiji su svi stupnjevi konstrukcijski bili slični, omogućila je prijenos rezultata ispitivanja 2. stupnja rakete na prvi. Eventualne nepredviđene situacije koje se nisu mogle „uloviti“na tlu trebalo je provjeravati u letu.
Dana 21. veljače 1969. godine dogodilo se prvo lansiranje rakete, nakon čega su uslijedila još 3 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 uzrokovanim istodobnim radom tako velikog broja motora (u prvoj fazi - 30) i velike dimenzije samog nosača. …
Te se poteškoće nisu mogle ustanoviti prije početka letova, budući da se radi uštede novca nisu proizvodili skupi prizemni stalci za provođenje požarnih i dinamičkih ispitivanja cijelog nosača ili barem njegove prve faze prikupljanja. Rezultat toga bilo je testiranje složenog proizvoda izravno u letu. Ovaj prilično kontroverzan pristup u konačnici je doveo do niza nesreća u lansirnim vozilima.
Neki neuspjeh projekta pripisuju činjenici da država od samog početka nije imala jasno određen stav, poput Kennedyjeva 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 mjesto u igri osobnih i političkih ambicija.
Drugi veteran industrije, Vyacheslav Galyaev, smatra da je odlučujući faktor kvarova, osim nedostatka dužne pažnje države, bila banalna nemogućnost rada s tako složenim objektima, uz postizanje odobrenja kriterija kvalitete i pouzdanosti, kao i nespremnost tadašnje sovjetske znanosti na provedbu tako velikog programa. Na ovaj ili onaj način, u lipnju 1974. obustavljeni su radovi na kompleksu N1-LZ. 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.
