La fusée N-1 (en cyrillique ), également désignée Herkules, indice GRAU 11A52, est un lanceur spatial super lourd développée au cours des années 1960 par l'URSS pour envoyer un homme sur la Lune dans le cadre de la course à l'espace qui l'oppose à l'époque aux États-Unis, qui de leur côté développent le lanceur géant Saturn V avec le même objectif. Après quatre lancements entre 1969 et 1972, tous infructueux, le projet est arrêté en 1974, cinq ans après le premier atterrissage sur la Lune de l'équipage américain d'Apollo 11. L'existence de ce lanceur et plus généralement du programme lunaire habité soviétique, symbole de l'échec de l'Union soviétique dans la course à l'espace, est longtemps dissimulé par le gouvernement : les premières informations officielles sur le lanceur ne sont fournies qu'après la chute du régime soviétique, au début des années 1990.

La N-1, de taille similaire mais de masse et charge utile plus faibles que son équivalent américain Saturn V (N-1 : de haut, au décollage, de charge utile), est le plus grand représentant de la génération de lanceurs soviétiques développée à cette époque pour remplacer les premières fusées conçues à partir de missiles balistiques intercontinentaux.

Les fusées N devaient permettre d'envoyer des cosmonautes vers la Lune, sur Mars ou autour de Vénus avec le vaisseau lourd habité interplanétaire TMK et de placer en orbite d'énormes stations spatiales. Lancé avec retard par rapport à la fusée américaine Saturn V, le développement du projet N-1 a souffert d'un manque chronique de moyens et de conflits politiques et techniques entre les responsables de bureaux d'étude Korolev, Glouchko et Tchelomeï. Elle utilisait des moteurs NK-15 de la société Kouznetsov, ainsi que de nombreuses variantes.

Genèse

Les ébauches de la future fusée N-1 débutent en 1959 sous la direction de Korolev au sein du bureau d'études OKB-1. En , les autorités militaires réunissent les trois constructeurs généraux : Korolev, son rival, Vladimir Tchelomeï, de l'OKB-52, et Mikhaïl Yanguel de l'OKB-586 afin de faire un bilan de l'avancement de leurs études. Korolev propose la famille de lanceurs N. (abréviation du russe Nositel pour lanceur) ainsi que des versions améliorées de la Semiorka, Tchelomeï une famille évolutive (du russe Universalskaya Raketa pour « fusée universelle ») basée sur un commun (qui donnera naissance aux projets UR-500 Proton. et UR-700) et Yanguel les missiles balistiques R-26 et R-36 plus le lanceur SK-100. Finalement, Tchelomeï et Yanguel sont autorisés à développer des missiles balistiques, respectivement le léger UR-100 et le lourd R-36. Korolev reçoit des fonds pour développer le lanceur Molniya (8K78), une adaptation de la Semiorka, mais rien pour la N-1, dont on ne perçoit pas encore l'utilité...

Finalement, un décret de autorise les études sur la N-1Décret du . et Korolev exprime dans la Pravda Georgui Vetrov, Tvorcheskoe Nasledie S. P. Koroleva, Nauka, Moscou, 1980.. Dans une lettre du , Korolev demande la création d’une filière de production d’hydrogène liquide comme le font les États-Unis, puis en , le développement d’une famille de lanceurs lourds. Seule la dernière demande sera acceptée par un décret de Décret du concernant « la production de divers lanceurs, satellites, vaisseaux spatiaux pour les Forces militaires spatiales de 1960 à 1967 » par Korolev, Tchelomeï et Yanguel.. De 1960 à 1963 serait réalisé le lanceur lourd N-1 d’une capacité de 40- en orbite basse terrestre (LEO) et de 12- en orbite d’évasion pour un en 1965. Cette date est fixée en par un décret qui ordonne à Tchelomeï d'abandonner ses recherches sur les sondes interplanétaires Kosmoplan et de se concentrer sur une version de son Raketoplan, le vaisseau lunaire LK-1.

Glouchko bénéficie d'un quasi-monopole sur la construction de moteurs-fusées en Union soviétique et a notamment fourni jusque-là ceux des lanceurs de Korolev. Mais les relations entre les deux hommes, qui sont déjà mauvaises depuis les années 1930, se détériorent au point que Korolev choisit de se tourner pour motoriser son nouveau lanceur vers l'OKB-276 du constructeur de moteurs à réaction Nikolaï Kouznetsov, qui vient de commencer le développement de moteur-fusée avec le NK-9. Ces rivalités d'hommes minent l'effort spatial soviétique dans sa course à la Lune..

Caractéristiques techniques vignette|droite|Schéma des différents étages (en russe)

À la fin de l'année 1964, Korolev propose une première version du lanceur d'une masse de permettant de placer en orbite basse une charge utile de . Finalement, le projet N1 retenu en 1967 (un an après la mort de Korolev) mesure de haut, pèse pour une charge utile de . De dimensions similaires à la fusée lunaire Saturn V, la N1 a une poussée plus importante au décollage ( de poussée au décollage, contre pour Saturn V) mais ne permet de placer en orbite qu'une charge deux fois moins importante à cause des performances limitées des moteurs de ses étages supérieurs Brian Harvey, The New Russian Space Programme, John Wiley & sons, Hoboken, 1998 ..

Elle comprend fonctionnant au kérosène RP-1 (le carburant) et à l'oxygène liquide (LOX) (le comburant)Tout comme le de la Saturn V, qui réduisait les risques lors de l'allumage en ne possédant que 5 moteurs., facile d'emploi mais moins performant que le couple hydrogène/oxygène liquides : un (dit bloc A) comprenant pas moins de 30 moteurs-fusées NK-15 délivrant une poussée de au décollage ( dans le vide). Il devait fonctionner pendant 125 s et avait pour impulsion spécifique : 330 s. Après les quatre premiers vols, il était envisagé d'utiliser des moteurs NK-33 (utilisant eux aussi du kérosène) sur les versions N1F du lanceur destinées à mettre sur orbite les stations Saliout. ; un (dit bloc B) comprenant 8 moteurs NK-15V (devant également être remplacés dès le par des NK-43) délivrant une poussée de au total et qui devait fonctionner pendant 120 s ; un (dit bloc V) comprenant 4 moteurs NK-21 (ou NK-39) de de poussée totale et qui devait fonctionner durant 370 s ; un (dit bloc G) comprenant un seul moteur NK-19 de . Son temps de fonctionnement étant de 443 s avec possibilité d'allumages multiples, destiné à propulser le « train lunaire » ; un (dit bloc D) comprenant un seul RD-58 de de poussée faisant partie du « train lunaire ». Son temps de fonctionnement étant de 600 s avec la possibilité d'allumages multiples. Ce Bloc D a été utilisé par la suite, après l'arrêt du programme N-1.

Système de contrôle des moteurs vignette|Comparaison de la fusée Saturn V du programme Apollo (à gauche) et de la fusée N-1 du programme soviétique. Le KORD (acronyme russe de KO ntrol R aketnykh D vigateley – littéralement "Contrôle (des) moteurs de fusée" (en ) était le système de contrôle automatique des moteurs conçu pour commander la puissance, arrêter et surveiller le grand groupe des 30 moteurs dans le bloc A (le premier étage). Le système KORD contrôlait la poussée différentielle de l'anneau extérieur de 24 moteurs pour le contrôle du tangage et de lacet en en contrôlant la puissance de manière appropriée. Il arrêtait également les moteurs défectueux situés les uns en face des autres (par paire opposée). Il s'agissait d'annuler le moment de tangage ou de lacet que généreraient des moteurs diamétralement opposés dans l'anneau extérieur, maintenant ainsi une poussée symétrique. Le bloc A pourrait fonctionner nominalement avec deux paires de moteurs opposés arrêtés (soit 26 moteurs sur 30). Malheureusement, le système KORD n'a pas été en mesure de réagir à des processus rapides tels que l'explosion d’une turbopompe lors du deuxième lancement. En raison des déficiences du système KORD, un nouveau système informatique a été développé pour le quatrième et dernier lancement. Le S-530 fut le premier système de guidage et de contrôle numérique soviétique et contrairement au KORD, qui n'était essentiellement qu'un système de contrôle analogique des moteurs, le S-530 supervisait toutes les tâches de contrôle du lanceur et du vaisseau spatial. La N-1 en transportait deux, dont un situé dans le troisième étage du bloc V qui contrôlait les moteurs des trois premiers étages. Le deuxième S-530 était situé dans le module de commande Soyouz LOK et assurait le contrôle du reste de la mission depuis l’injection trans-lunaire jusqu'au survol lunaire et au retour sur Terre.

Essais statiques

Après de longs débats entre les concepteurs du lanceur, il est décidé qu'aucun essai statique d'étage entier ne sera effectué. Ce choix, en grande partie imposé par des contraintes de financement et de délai, va contribuer à l'échec du lanceur. Les tests réalisés sont les suivants : 4 allumages à pleine puissance (environ ) de 4 des 8 moteurs NK15V du (bloc B) les , , et le ; 3 allumages à pleine puissance (environ ) des 8 moteurs NK15V du (bloc B) le , le et le ; un cycle d'allumages de chacun des moteurs NK15 du (bloc A) ; des allumages du moteur NK-19 du (bloc G) et du moteur RD-58 (bloc D) du vaisseau lunaire LOK. Selon l'OKB-1 (aujourd'hui RKK Energia), tous les essais statiques des moteurs sont couronnés de succès.

Lancements

vignette|260x260px|Modèle tridimensionnel de la fusée.

Les quatre lancements depuis le site 110Le site 110 (11P825) comprend deux pas de lancement espacés de , le « gauche » et le « droite » et des dizaines de bâtiments essaimés sur un hectare. du cosmodrome de Baïkonour de la fusée lunaire N1 sont tous des échecs dus à une défaillance du .

Premier lancement

La première N-1 (vol 3L) embarquant une maquette du module lunaire explose en retombant au sol le . À la , le système de correction et de poussée KORD débranche les moteurs 12 et 24, puis à T+, une canalisation d'oxygène liquide se rompt sous l'effet des vibrations et le feu se déclare à l'arrière du lanceur. À T+ et à d'altitude, tous les moteurs s'arrêtent et le train spatial L3 est éjecté par le système de sauvegarde. La cabine L1 atterrira à plusieurs dizaines de kilomètres du pas de tir en bon état.Photos du lancement à ..

Une réunion houleuse de la commission chargée d'analyser l'échec du premier lancement a lieu les - entre officiels et constructeurs généraux du programme, où tous les problèmes – dit-on – auraient été identifiés et corrigés. Vladimir Barmine refuse que les moteurs soient éteints avant de vol afin de prévenir une destruction du pas de tir, mais le temps presse et cette mesure n'est décidée que pour le . Mstislav Keldysh, soutenu par le ministre de la MOM Georgi Tyulin, déclare que si le échoue, la N1 devra effectuer un autre vol d'essai sans le LOK et prédit que, même en cas de succès, le LOK et le LK ne seront pas optimaux à temps pour gagner la course contre les États-Unis. Michine, le premier adjoint de Korolev, n'est pas d'accord et veut que le LOK fasse partie du et exige que le train lunaire L3 complet serve à l'atterrissage lors du . Konstantin Bushuyev déclare qu'un vol circumlunaire est pour l'heure impossible. Ivan Serbine, un officiel soviétique, rappelle que les ordres du Comité central du PCUS concernaient un circumlunaire. Finalement, Leonid Smirnov, président de la commission militaro-industrielle VPK du Comité central, conclut sur la mission prévue pour l'anniversaire de la révolution d'Octobre au cours de laquelle trois vaisseaux Soyouz seraient simultanément en orbite terrestre, deux s'amarrant tandis que le troisième filmerait l'événement Boris Tchertok, « Rockets and People », NASA History Office, Washington, 2005 . Ce seront, le , Soyouz 6 (Georgi Chonine-Valeri Koubassov) et l'amarrage de Soyouz 7 (Anatoli Filipchenko-Vladislav Volkov-Viktor Gorbatko) et Soyouz 8 (Vladimir Chatalov-Alekseï Ieliseïev)..

Deuxième lancement