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O foguete N1 (em russo: Н1, de Ракета-носитель, Raketa-Nositel[1][2]), foi um dos maiores foguetes já construídos, destinado a entregar cargas além da órbita baixa da Terra, foi fruto do esforço soviético para corrida à Lua. A palavra em russo que gerou o código "H-1" foi "носитель", em tradução literal "Portador", de acordo com outras fontes a palavra foi "Наука", em tradução literal "Ciência".[3]
 Modelo de prova do N1 na torre de lançamento em Baikonur, 1967. | |
| Função | Veículo de lançamento lunar. |
|---|---|
| Fabricante | OKB-1 |
| País de origem |  União Soviética |
| Tamanho | |
| Altura | 105 m |
| Diâmetro | 17 m |
| Massa | 2 735 000 kg |
| Estágios | 5 Estágios |
| Capacidade | |
| Carga útil para LEO | 90 000 kg |
| Estado | encerrado |
| Locais de lançamento | Cosmódromo de Baikonur |
| Lançamentos totais | 4 |
| Sucessos | 0 |
| Voo inaugural | 21 de fevereiro de 1969 |
| Primeiro nível | |
| Motores | 30 motores NK-33 |
| Propulsão | 50 300 kN |
| Tempo de queima | 125 seg |
| Combustível | RP-1/LOX |
| Segundo nível | |
| Motores | 8 NK-15V |
| Propulsão | 14,040 kN |
| Tempo de queima | 120 |
| Combustível | RP-1/LOX |
| Terceiro nível | |
| Motores | 4 NK-21 |
| Propulsão | 1 610 kN |
| Tempo de queima | 370 seg |
| Combustível | RP-1/LOX |
| Quarto nível | |
| Motores | 1 NK-19 |
| Propulsão | 3.46 kN |
| Tempo de queima | 443 seg |
| Combustível | RP-1/LOX |
O N1-L3 era a contraparte soviética do Saturno V dos EUA e tinha como objetivo permitir viagens tripuladas à Lua e além, seus estudos foram iniciados em 1959.[4][5] Seu primeiro estágio, "Bloco A", continua sendo o estágio de foguete mais poderoso já voado.[6] No entanto, todos os quatro primeiros estágios voados falharam no meio do vôo devido à falta de disparos de teste estático o que acarretava que problemas nos dutos e outras características adversas com o grande grupo de trinta motores e seu complexo sistema de alimentação de combustível e oxidante não foram revelados anteriormente durante desenvolvimento.[7]
Comparação entre o Saturno V (esquerda) e o N1 (direita).
O N1-L3 foi subfinanciado e apressado, iniciando o desenvolvimento em outubro de 1965, quase quatro anos após o Saturn V. O projeto foi seriamente prejudicado pela morte de seu designer-chefe Sergei Korolev em 1966. Cada uma das quatro tentativas de lançar um N1 falhou, com a segunda tentativa resultando na queda do veículo de volta à plataforma de lançamento logo após a decolagem. O programa N1 foi suspenso em 1974 e oficialmente cancelado em 1976. Todos os detalhes dos programas lunares tripulados soviéticos foram mantidos em segredo até que a URSS estava à beira do colapso em 1989.[8]
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No Bureau de projetos S.P. Korolev, o desenvolvimento de um veículo de lançamento pesado foi realizado simultaneamente com o desenvolvimento de outras espaçonaves e, no final de 1961, o esboço do projeto estava pronto. Em 1961-1962, unidades individuais e suas partes foram elaboradas, o principal esquema estrutural e de layout do foguete foi determinado.[9]
No entanto, durante o processo de design, surgiram sérias divergências entre Korolev (que escolheu resolutamente o esquema do motor oxigênio-querosene, que era promissor no futuro) e o projetista-chefe do OKB-456 Valentin Glushko (que propôs o uso de motores mais depurados baseados em a mistura NTO + UDMH). Em 10 de novembro de 1961, ele enviou uma carta pessoal a Korolev, indicando que seria muito mais fácil cumprir o prazo estabelecido pela liderança dessa forma. A carta terminava com as palavras:
Tendo as instruções repetidas, diretas e pessoais do camarada N.S. Khrushchev sobre a responsabilidade do OKB-456 pelo desenvolvimento de motores potentes para um porta-aviões mais pesado que o baseado no R-7, e dada a necessidade de acelerar o trabalho extremamente trabalhoso no desenvolvimento do projeto e preparação para produção em massa desses motores , peço que não abrande com a escolha do combustível para a 1ª e a 2ª etapa do portador N1.
Como Korolev insistiu por conta própria, Glushko recorreu a autoridades superiores: ao Presidente do Complexo Militar-Industrial D.F. Ustinov, ao Presidente do Comitê Estadual de Combate à Defesa L.V. Smirnov, ao Comandante-em-Chefe das Forças de Mísseis Estratégicos K.S. Moskalenko, o diretor do GIPH V.S. Shpak, o chefe do GURVO A.I. Semyonov, os projetistas-chefe V.P. Barmin e M.K. Yangel, enviando-lhes cópias de sua carta a Korolev datada de 10 de novembro com um pedido para ajudar na tomada de decisão sobre a escolha do combustível . Mais tarde, de 25 a 29 de novembro de 1961, Glushko dirigiu-se ao presidente da Academia de Ciências da URSS M. V. Keldysh e outros.[10]
No entanto, esses recursos não surtiram efeito e, de 2 a 16 de julho de 1962, a Comissão Estadual de Peritos, contando com a autoridade de Korolev, aceitou a defesa do projeto preliminar do N1, feito pela OKB-1 (29 volumes principais e 8 volumes de apêndices a eles), na versão com motores de oxigênio-querosene.[10]
Por decreto de 24 de setembro de 1962, foi estabelecido que os testes de voo do veículo lançador N-1 começariam em 1965.[11]
Na literatura internacional, além do nome N-1 (H-1), há também "Roll" e "Science",[12] índice GRAU 11A52.[13].
Histórico de lançamentos
| Número do voo |
Data (UTC) | Torre | No. de série | Carga | Resultado | Comentários |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 21 de fevereiro de 1969 09:18:07 |
110/38 | 3L | Zond L1S-1 | Falhou | |
| 2 | 3 de julho de 1969 20:18:32 |
110/38 | 5L | Zond L1S-2 | Falhou | Destruiu a torre 110 Leste |
| 3 | 26 de junho de 1971 23:15:08 |
110/37 | 6L | Soyuz 7K-L1E No.1 | Falhou | |
| 4 | 23 de novembro de 1972 06:11:55 |
110/37 | 7L | Soyuz 7K-LOK No.1 | Falhou | |
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O N1 era um foguete muito grande, com 105 metros (344 pés) de altura com sua carga útil L3. O N1-L3 consistia em cinco estágios no total: os três primeiros (N1) para inserção em uma órbita baixa de estacionamento terrestre e outros dois (L3) para injeção translunar e inserção na órbita lunar. Totalmente carregado e abastecido, o N1-L3 pesava 2.750 toneladas (6.060.000 libras). Os três estágios inferiores foram moldados para produzir um único "tronco" de 17 metros (56 pés) de largura na base,[14] enquanto a seção L3 era principalmente cilíndrica, transportada dentro de uma mortalha com cerca de 3,5 metros (11 pés) de largura.[15] A forma cônica dos estágios inferiores foi devido ao arranjo dos tanques internos, um tanque esférico menor de querosene no topo do tanque maior de oxigênio líquido abaixo.
Durante a vida útil do N1, uma série de motores aprimorados foi introduzida para substituir os usados no projeto original. O N1 modificado resultante era conhecido como N1F, mas não voou antes do cancelamento do projeto.
Bloco A primeiro estágio
O primeiro estágio, Bloco A, era alimentado por 30 motores NK-15 dispostos em dois anéis, o anel principal de 24 na borda externa do propulsor e o sistema de propulsão central consistindo nos 6 motores internos com cerca de metade do diâmetro.[16] O sistema de controle era baseado principalmente no estrangulamento diferencial dos motores do anel externo para inclinação e guinada. O sistema de propulsão principal não foi usado para controle.[17] O Bloco A também incluía quatro aletas de grade, que mais tarde foram usadas em projetos de mísseis ar-ar soviéticos. No total, o Bloco A produziu 45.400 kN (10.200.000 lbf) de empuxo e pode ser considerado como um verdadeiro primeiro estágio da classe Nova[18] (Nova foi o nome usado pela NASA para descrever um propulsor muito grande no 10-20 milhões de libras da faixa de empuxo).[19][20][21] Isso excedia o empuxo de 33.700 kN (7.600.000 lbf) do Saturn V.[22]
Sistema de controle do motor
O KORD (acrônimo russo para KOntrol Raketnykh Dvigateley – literalmente "Controle (de) Motores de Foguete" – Russo: Контроль ракетных двигателей)[23] foi o sistema de controle automático do motor projetado para acelerar, desligar e monitorar o grande grupo de 30 motores do Bloco A (o primeiro estágio). O sistema KORD controlava o empuxo diferencial do anel externo de 24 motores para controle de atitude de inclinação e guinada, estrangulando-os adequadamente e também desligando motores com defeito situados um em frente ao outro. Isso era para impedir o momento de inclinação ou guinada que os motores diametralmente opostos no anel externo gerariam, mantendo assim o empuxo simétrico. O bloco A poderia funcionar nominalmente com dois pares de motores opostos desligados (motores 26/30). Infelizmente, o sistema KORD foi incapaz de reagir a processos que ocorrem rapidamente, como a explosão da turbobomba durante o segundo lançamento.[24] Devido às deficiências do sistema KORD, um novo sistema de computador foi desenvolvido para o quarto e último lançamento. O S-530 foi o primeiro sistema de orientação e controle digital soviético,[25] mas ao contrário do KORD, que era essencialmente apenas um sistema analógico de controle do motor, o S-530 supervisionava todas as tarefas de controle no veículo de lançamento e na espaçonave, das quais o O N1 carregava dois, um localizado no terceiro estágio do Bloco V que controlava os motores dos três primeiros estágios. O segundo S-530 estava localizado no módulo de comando Soyuz LOK e fornecia controle para o resto da missão de TLI para sobrevôo lunar e retorno à Terra.[26][27]
Bloco B segundo estágio
O segundo estágio, Bloco B, era movido por 8 motores NK-15V dispostos em um único anel. A única grande diferença entre o NK-15 e o -15V era a campainha do motor e vários ajustes para partida aérea e desempenho em alta altitude. O N1F Block B substituiu os motores NK-15 por motores NK-43 atualizados.
O bloco B poderia resistir ao desligamento de um par de motores opostos (motores 6/8).[24]
Bloco V terceiro estágio
O estágio superior, Bloco V (В/V sendo a terceira letra do alfabeto russo), montava quatro motores NK-21 menores em um quadrado. O N1F Block V substituiu os motores NK-21 por motores NK-31.
O bloco V pode funcionar com um motor desligado e três funcionando corretamente.[24]
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- Vick, Charles P. «The Mishin Diaries – A western perspective» (PDF). mishindiaries.com. The Perot Foundation & Moscow Aviation institute. Consultado em 23 de outubro de 2019.
Como o primeiro estágio era tão grande, foi tomada a decisão de renunciar à construção de uma instalação de teste separada para ele e, em vez disso, tentar descobrir quaisquer problemas com uma série de lançamentos completos. Em retrospectiva, isso se revelaria um erro, pois cada uma das quatro tentativas de lançamento do N-1 resultou em falha devido a vários problemas com o primeiro estágio."
- Umansky, S. P. (2001). Veículos de lançamento. Cosmódromos (em russo). [S.l.]: Рестарт+. pp. 42—48. 216 páginas. ISBN 5-94141-002-6
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