Super težka nosilna raketa N-1 je bila zaradi velikih dimenzij (izstrelitvena teža skoraj 2500 ton, višina-110 metrov), pa tudi ciljev, postavljenih med delom na njej, dobila vzdevek "carska raketa". Raketa naj bi pomagala krepiti obrambne sposobnosti države, spodbujala znanstvene in nacionalne gospodarske programe ter medplanetarne lete s posadko. Vendar, tako kot njihova slavna soimenjaka - Car Bell in Tsar Cannon - ta oblikovalski izdelek nikoli ni bil uporabljen po predvidenem namenu.
ZSSR je začela razmišljati o ustvarjanju težke superrakete že konec petdesetih let. Ideje in predpostavke za njegov razvoj so se nabrale v kraljevski OKB-1. Med možnostmi je bila uporaba načrtovalske rezerve iz rakete R-7, ki je izstrelila prve sovjetske satelite, in celo razvoj jedrskega pogonskega sistema. Nazadnje je do leta 1962 strokovna komisija in kasneje vodstvo države izbrala aranžma z vertikalno zasnovo rakete, ki bi lahko v orbito spravila breme, ki tehta do 75 ton (masa tovora, vrženega na Luno, je 23 ton, do Marsa - 15 ton). Hkrati je bilo mogoče uvesti in razviti veliko število edinstvenih tehnologij - računalnik na vozilu, nove metode varjenja, rešetkasta krila, reševalni sistem za astronavte v sili in še veliko več.
Sprva je bila raketa namenjena izstrelitvi težke orbitalne postaje v orbito okoli Zemlje, s kasnejšo možnostjo sestave TMK, težkega medplanetarnega vesoljskega plovila za polete na Mars in Venero. Kasneje pa je bila sprejeta zamudna odločitev, da se ZSSR vključi v "lunarno dirko" z dostavo človeka na lunarno površino. Tako je bil program za nastanek rakete N-1 pospešen in se je dejansko spremenil v nosilec za ekspedicijsko vesoljsko plovilo LZ v kompleksu N-1-LZ.
Preden so se odločili za končno postavitev nosilne rakete, so morali ustvarjalci oceniti vsaj 60 različnih možnosti, od več blokov do monoblokov, tako vzporedno kot zaporedno razdelitev rakete na stopnje. Za vsako od teh možnosti so bile izvedene ustrezne celovite analize prednosti in slabosti, vključno s študijo izvedljivosti projekta.
Med predhodnimi raziskavami so bili ustvarjalci prisiljeni opustiti večblokovno shemo z vzporednim razdeljevanjem na stopnje, čeprav je bila ta shema že preizkušena na R-7 in je omogočala transport že pripravljenih elementov nosilne rakete (pogonski sistemi, cisterne) od tovarne do kozmodroma po železnici … Raketo so sestavili in preverili na kraju samem. Ta shema je bila zavrnjena zaradi neoptimalne kombinacije masnih stroškov in dodatnih hidro, mehanskih, pnevmatskih in električnih povezav med raketnimi bloki. Posledično je prišla do izraza monoblok shema, ki je vključevala uporabo raketnih motorjev na tekoče gorivo s predčrpalkami, kar je omogočilo zmanjšanje debeline sten (in s tem mase) rezervoarjev, pa tudi zmanjšati tlak polnilnega plina.
Projekt rakete N-1 je bil v marsičem nenavaden, vendar so bile njegove glavne značilnosti prvotna shema s sferičnimi visečimi rezervoarji, pa tudi nosilna zunanja obloga, ki je bila podprta z nizom moči (letalska shema uporabljeni so bili "pol-monococks") in obročasti razpored raketnih motorjev na tekoče gorivo na vsaki stopnji. Zahvaljujoč tej tehnični rešitvi, ki je bila uporabljena za prvo stopnjo rakete med izstrelitvijo in njenim vzponom, so zrak iz okolice izločali v notranji prostor pod rezervoarjem z izpušnimi curki LPRE. Rezultat je bil podoba zelo velikega reaktivnega motorja, ki je vključeval celoten spodnji del konstrukcije 1. stopnje. Tudi brez izgorevanja izpušnih plinov LPRE je ta shema raketi znatno povečala potisk in povečala njeno splošno učinkovitost.
Stopnje rakete N-1 so bile med seboj povezane s posebnimi prehodnimi rešetkami, skozi katere so lahko v primeru vročega zagona motorjev naslednjih stopenj plini popolnoma prosto tekli. Raketo so upravljali vzdolž kotalnega kanala s pomočjo krmilnih šob, v katere se je dovodil plin, ki se je po turbo črpalnih enotah (TNA) odvajala tam, po nagibu in kanalih tečaja, nadzor pa je bil izveden z neusklajenostjo potiska nasproti motorjev na tekoče gorivo.
Zaradi nezmožnosti prevoza stopnic super težke rakete po železnici so ustvarjalci predlagali, da se zunanja lupina N-1 odstrani, rezervoarji za gorivo pa se izdelajo iz praznih listov ("cvetnih listov") že neposredno na kozmodrom sam. Sprva se ta ideja ni ujemala s člani strokovne komisije. Zato so člani komisije, ki so julija 1962 sprejeli idejno zasnovo rakete N-1, priporočili, da se vprašanja dostave sestavljenih raketnih stopenj dodatno rešijo, na primer z uporabo zračne ladje.
Med zagovarjanjem idejne zasnove rakete so komisiji predstavili dve različici rakete: uporabo AT ali tekočega kisika kot oksidanta. V tem primeru je bila možnost s tekočim kisikom glavna, saj bi imela raketa, ki uporablja gorivo AT-NDMG, nižje lastnosti. Vrednostno je bilo videti, da je bila izdelava motorja s tekočim kisikom bolj ekonomična. Hkrati se je po besedah predstavnikov OKB-1 v primeru izrednih razmer na krovu rakete možnost kisika zdela varnejša od možnosti z uporabo oksidanta na osnovi AT. Ustvarjalci rakete so se spomnili nesreče R-16, ki se je zgodila oktobra 1960 in je delala na samovžigalnih strupenih sestavinah.
Pri ustvarjanju večmotorne različice rakete N-1 se je Sergej Korolev najprej oprl na koncept povečanja zanesljivosti celotnega pogonskega sistema z možnim izklopom okvarjenih raketnih motorjev med letom. To načelo je našlo svojo uporabo v sistemu za nadzor motorja - KORD, ki je bil zasnovan za odkrivanje in izklop pokvarjenih motorjev.
Korolev je vztrajal pri namestitvi motorjev na tekoče gorivo. Zaradi pomanjkanja infrastrukturnih in tehnoloških zmogljivosti dragega in tveganega ustvarjanja naprednih visokoenergetskih motorjev s kisikom in vodikom ter zagovarjanja uporabe strupenejših in močnejših motorjev na osnovi heptil amila se vodilni biro za gradnjo motorjev Glushko po tem ni lotil motorjev ki je bil njihov razvoj zaupan KB Kuznetsov. Omeniti velja, da je strokovnjakom tega oblikovalskega biroja uspelo doseči najvišjo dovršenost virov in energije za motorje s kisikovim kerozinom. Na vseh stopnjah nosilne rakete je bilo gorivo v prvotnih krogličnih rezervoarjih, ki so bili obešeni na nosilni lupini. Hkrati motorji oblikovalskega biroja Kuznetsov niso bili dovolj močni, kar je privedlo do dejstva, da so jih morali vgraditi v velikih količinah, kar je na koncu privedlo do številnih negativnih učinkov.
Niz projektne dokumentacije za N-1 je bil pripravljen do marca 1964, leta 1965 so načrtovali začetek preskusov načrtovanja letenja (LKI), vendar se zaradi pomanjkanja sredstev in sredstev za projekt to ni zgodilo. Zaradi pomanjkanja zanimanja za ta projekt - Ministrstvo za obrambo ZSSR, saj nosilnost rakete in obseg nalog niso bili posebej določeni. Potem je Sergej Korolev skušal zanimati politično vodstvo države za raketo, tako da je predlagal uporabo rakete v lunarni misiji. Ta predlog je bil sprejet. 3. avgusta 1964 je bila izdana ustrezna vladna uredba, datum začetka LKI na raketi je bil premaknjen na 1967-1968.
Za izvedbo misije, da bi na lunino orbito pripeljali 2 kozmonavta, eden od njiju je pristal na površini, je bilo treba povečati nosilnost rakete na 90-100 ton. To je zahtevalo rešitve, ki ne bi privedle do temeljnih sprememb osnutka. Takšne rešitve so bile najdene - namestitev dodatnih 6 motorjev LPRE v osrednji del dna bloka "A", spreminjanje azimuta izstrelitve, znižanje višine referenčne orbite, povečanje polnjenja rezervoarjev za gorivo s prehladitvijo goriva in oksidanta. Zahvaljujoč temu se je nosilnost N-1 povečala na 95 ton, izstrelitvena teža pa na 2800-2900 ton. Osnutek zasnove rakete N-1-LZ za lunarni program je Korolev podpisal 25. decembra 1964.
Naslednje leto se je raketna shema spremenila, odločeno je bilo, da se izmet opusti. Pretok zraka je bil zaprt z uvedbo posebnega odseka za rep. Posebnost rakete je bil velik odziv nosilnosti, ki je bil edinstven za sovjetske rakete. Za to je delovala celotna nosilna shema, pri kateri okvir in rezervoarji niso tvorili ene same celote. Hkrati je precej majhno območje postavitve zaradi uporabe velikih sferičnih rezervoarjev povzročilo zmanjšanje nosilnosti, po drugi strani pa izjemno visoke lastnosti motorjev, izredno nizko specifično težo tankov in edinstvene oblikovalske rešitve so ga povečale.
Vse stopnje rakete so se imenovale bloki "A", "B", "C" (v lunarni različici so jih uporabljali za izstrelitev vesoljskega plovila v orbito okoli Zemlje), bloki "G" in "D" so bili namenjeni pospeševanju vesoljsko plovilo z Zemlje in upočasni pri Luni. Edinstvena shema rakete N-1, katere vse stopnje so bile strukturno podobne, je omogočila prenos rezultatov preskusov 2. stopnje rakete na prvo. Morebitne nepredvidene dogodke, ki jih ni bilo mogoče "ujeti" na tleh, naj bi preverili med letom.
21. februarja 1969 je bil prvi izstrelitev rakete, nato pa še 3 izstrelitve. Vsi so bili neuspešni. Čeprav so se med nekaterimi klopnimi testi motorji NK-33 izkazali za zelo zanesljive, je bila večina težav, ki se pojavijo, povezana z njimi. Težave H-1 so bile povezane z navorom za vzvratno vožnjo, močnimi vibracijami, hidrodinamičnim šokom (pri vklopljenih motorjih), električnim hrupom in drugimi neznanimi učinki, ki so nastali zaradi hkratnega delovanja tako velikega števila motorjev (na prvi stopnji - 30) in velike dimenzije samega nosilca. …
Teh težav pred začetkom letov ni bilo mogoče ugotoviti, saj zaradi prihranka denarja niso bili izdelani dragi talni stojali za izvedbo požarnih in dinamičnih preskusov celotnega prevoznika ali vsaj njegove prve stopnje zbiranja. Rezultat tega je bilo testiranje kompleksnega izdelka neposredno med letom. Ta precej kontroverzen pristop je na koncu pripeljal do vrste nesreč lansirnih vozil.
Nekateri neuspeh projekta pripisujejo dejstvu, da država od samega začetka ni imela točno določenega stališča, kot je bil Kennedyjev strateški vložek v lunarno misijo. Dokumentirana je Sharakhanya Hruščov in nato vodstvo Brežnjeva v zvezi z učinkovitimi strategijami in nalogami astronavtike. Tako je eden od razvijalcev "Tsar-Rocket" Sergej Kryukov opozoril, da kompleks N-1 ni umrl toliko zaradi tehničnih težav, ampak zato, ker je postal pogajalski žeton v igri osebnih in političnih ambicij.
Drugi veteran industrije, Vyacheslav Galyaev, meni, da je bil poleg pomanjkanja ustrezne pozornosti države odločilni dejavnik napak tudi banalna nezmožnost dela s tako zapletenimi predmeti, obenem pa doseganje odobritve meril kakovosti in zanesljivosti, pa tudi nepripravljenost takratne sovjetske znanosti za izvajanje tako obsežnega programa. Tako ali drugače je bilo junija 1974 delo na kompleksu N1-LZ ustavljeno. Zaostanki, ki so bili na voljo v okviru tega programa, so bili uničeni, stroški (v višini 4-6 milijard rubljev v cenah iz leta 1970) pa so bili preprosto odpisani.
