N-1 로켓

구상에서 달 경쟁으로

N-1의 초기 구상은 1959년 OKB-1에서 시작되었다. 세르게이 코롤료프는 중량 75톤급 궤도 정거장과 화성·금성 유인 근접비행을 위한 대형 로켓으로 N-1을 구상했고, 군사용 우주정거장 투입이라는 명분으로 군부의 지원을 모색했다. 그러나 1961년 케네디의 달 착륙 선언과 1964년 소련 지도부의 유인 달 착륙 결정으로 N-1은 달 경쟁의 핵심 운반체로 전환되었다.

설계와 기술적 난제

N-1의 1단(블록 A)은 30기의 NK-15 엔진을 동심원형으로 배치해 4,540톤의 추력을 냈으며, 이는 스페이스X의 슈퍼 헤비가 등장하기까지 반세기 넘게 깨지지 않은 기록이었다. 연료 선택을 둘러싸고 코롤료프는 등유-액체산소를, 발렌틴 글루시코는 독성 하이퍼골릭 추진제를 주장하며 결별했고, 결국 항공기 엔진 설계자 니콜라이 쿠즈네초프가 NK-15를 개발했다.

30기 엔진을 실시간 통제하기 위해 개발된 KORD 시스템은 고장 엔진과 대칭 위치의 엔진을 동시에 정지시켜 추력 균형을 유지하도록 설계되었으나, 오작동 신호, 배선 화재, 진동으로 인한 배관 파손 등에 취약했다. 더 결정적인 문제는 1단 전체를 지상에서 정적 연소시험할 시설이 없었다는 점이다. 개별 엔진의 신뢰성은 입증되었으나 30기가 동시 점화될 때 발생하는 진동, 배관 상호작용, 유체역학적 불안정성은 실제 비행에서야 드러났다.

네 번의 발사와 침묵

1969년 2월 21일 첫 발사(3L)는 68초 만에 KORD의 오작동으로 1단 전체가 정지하며 실패했다. 1969년 7월 3일 두 번째 발사(5L)는 발사대 200미터 상공에서 엔진 고장으로 기울어져 발사대 위로 추락, 약 7킬로톤 추정의 비핵폭발을 일으켜 110호 발사대를 파괴했다. 이 폭발은 인류가 만든 최대 규모의 재래식 폭발 중 하나로 기록된다. 아폴로 11호가 달에 착륙한 지 17일 뒤의 일이었다.

1971년 6월 27일 세 번째 발사(6L)는 롤 제어 실패로 공중 분해되었고, 1972년 11월 23일 네 번째 발사(7L)는 107초까지 비행했으나 1단 분리 직전 산화제 펌프 폭발로 실패했다. 개량형 N1F를 위한 NK-33 엔진과 디지털 제어 컴퓨터 S-530이 준비되었으나, 1974년 5월 미신을 대신해 글루시코가 총설계사로 취임하면서 N-1 프로그램과 유인 달 계획은 전면 중단되었다. 소련은 1989년 글라스노스트까지 N-1의 존재 자체를 공식 부인했다.

유산

프로그램 종료 후 약 150기의 NK-33 엔진이 폐기되지 않고 보존되었고, 1990년대 중반 미국 에어로젯에 엔진 36기와 생산 라이선스가 판매되었다. 이 엔진들은 개조를 거쳐 오비털 사이언스의 안타레스 로켓과 러시아의 소유스 2.1v에 사용되었다. N-1의 실패 경험은 발사체의 전면적 지상시험 문화가 정착되는 계기가 되었고, 이후 소련은 1980년대 말 에네르기아 발사체로 초중량 발사 능력을 재확보했다.