N1 roketi: nasıl çalışır, neden başarısız oldu, teknik özellikleri

N1, Sovyetler Birliği'nin insanı Ay'a göndermek için geliştirdiği süper ağır roketidir. Yaklaşık 105 metre boyunda, 30 motorlu bir birinci kademeye sahip bu dev, 1969 ile 1972 arasında dört kez fırlatıldı ve dördünde de uçuşunun ilk iki dakikası içinde yok oldu; yani başarı oranı 0/4'tür. Program 1974'te durduruldu, 1976'da resmen kapandı ve Sovyetler Birliği'nin dağılmasına yakın, 1989'a kadar gizli tutuldu.

N1'i ABD'nin Saturn V roketinin Sovyet karşılığı olarak düşünebilirsiniz; Apollo programıyla süren Ay yarışında Sovyetler'in umudu da bu roketti. Roketin baş tasarımcısı Sergey Korolyov, Ocak 1966'da ameliyat sırasında öldü; program ondan sonra Vasily Mishin'in yönetiminde sürdü. Mishin, Mayıs 1974'te görevden alındı ve yerine geçen Valentin Glushko, N1'i iptal etti.

Nasıl çalışır?

N1'in tasarım fikri, tek bir büyük motor yerine çok sayıda orta boy motoru bir arada çalıştırmaktı. Birinci kademe (Blok A) 30 adet NK-15 motoruyla çalışırdı: 24'ü dış halkada, 6'sı iç halkada. Motorların hepsi gazyağı (RG-1) ve sıvı oksijen yakardı. Birinci kademenin deniz seviyesindeki toplam itkisi yaklaşık 45.000 kilonewton (kaynaklara göre 4.500 ton-kuvvet dolayı) idi. Bu, Saturn V'in birinci kademesinin itkisinin (33.000 kilonewton) üzerindedir. Roketin kalkış kütlesi yaklaşık 2.750 ton, yani ağırlığı yaklaşık 27.000 kilonewton olduğundan, kalkıştaki itki roketin kendi ağırlığının yaklaşık 1,7 katıdır (bu oranı rakamlardan kendim hesapladım).

Üç kademe, beş modül. N1'in yörüngeye çıkan kısmı üç kademeden oluşuyordu: Blok A (30 × NK-15), Blok B (8 adet vakum için uyarlanmış NK-15V, yaklaşık 14.000 kilonewton) ve Blok V (4 × NK-21, yaklaşık 1.800 kilonewton). Bunların üstünde Ay görevi için L3 kompleksi vardı: Blok G (1 × NK-21) ve Blok D (1 × RD-58) kademeleri ile Ay yörünge aracı (Soyuz'un Ay uyarlaması 7K-LOK) ve iniş aracı. Hepsi toplandığında N1/L3 beş kademeli bir yığın oluyordu. Tasarım yanma süreleri, Blok A için yaklaşık 125 saniye, Blok B için yaklaşık 120 saniye, Blok V için yaklaşık 370 saniyeydi; hiçbir uçuş birinci kademenin yanma süresini bile tamamlayamadı.

KORD. 30 motoru birbirine uydurmak, roketin en zor mühendislik sorunuydu. Bunun için KORD adlı otomatik bir motor denetim sistemi geliştirildi. KORD, motorları izler; bir motorda sorun görürse onu ve karşısındaki motoru da kapatarak dengeyi korumaya çalışırdı. Roketin yönü ise motorların itki farkıyla denetlenirdi: bazı motorlar daha güçlü, bazıları daha zayıf çalıştırılarak roket döndürülürdü. Bu, hassas itki komutları gerektiriyor ve motorları sürekli geçiş durumlarında tutuyordu. Yanlış bir okuma bütün roketi söndürebilirdi; nitekim ilk uçuşta bu oldu.

Neden böyle? Tasarımın arkasında bir motor tartışması vardı. Korolyov, N1 için gazyağı ve sıvı oksijenli motorlarda ısrar etti; Glushko ise Vladimir Chelomei'nin UR-700 tasarımında kullanılan zehirli, kendiliğinden tutuşan (hipergolik) yakıtları savundu ve büyük gazyağı motorlarının çok zaman ve kaynak tüketeceğini düşündü. Anlaşmazlık çözülmedi; N1'in motorları Nikolay Kuznetsov'un bürosuna yaptırıldı. Sovyetler ayrıca birinci kademenin tümüyle yerde ateşleme testini yapmadı; hatalar bu yüzden ancak uçuşta ortaya çıktı. Saturn V ise tam ölçekli yer testleriyle sınanmıştı.

İniş ve kurtarma. N1 tek kullanımlıktı; kademelerin geri alınması düşünülmedi.

Teknik özellikler

Özellik	Değer
Yükseklik	yaklaşık 105 m
Çap	17 m (taban)
Kalkış kütlesi	yaklaşık 2.750 ton (kaynaklar 2.750-2.825 ton arası veriyor)
Kademe	3 (L3 kompleksiyle birlikte 5)
Birinci kademe motoru	30 × NK-15 (gazyağı / sıvı oksijen)
İkinci kademe motoru	8 × NK-15V
Üçüncü kademe motoru	4 × NK-21
Kalkış itkisi	yaklaşık 45.000 kN
Alçak Dünya yörüngesine yük	yaklaşık 95.000 kg
Ay'a doğru geçiş yörüngesine yük	yaklaşık 33.000 kg
Yerdurağan geçiş yörüngesine yük	doğrulayamadım, yazmıyorum
Fırlatma yeri	Baykonur Uzay Üssü

Alçak yörünge için Alçak Dünya yörüngesi sayfasına bakılabilir; fırlatma yeri için Baykonur Uzay Üssü sayfasına bakın.

Uçuş geçmişi

N1 dört kez fırlatıldı. Hepsi başarısız oldu.

Tarih	Kayıp anı	Sebep
21 Şubat 1969	yaklaşık 68. saniye	Bir yangın, elektrik arkına yol açtı; KORD bunu türbopompalardaki basınç sorunu sandı ve motorları kapattı.
3 Temmuz 1969	kalkıştan hemen sonra	8 numaralı motorun sıvı oksijen türbopompası patladı; roket rampaya düştü ve rampa yıkıldı.
Haziran 1971	yaklaşık 48-50. saniye	Birinci kademenin tabanındaki türbülans, denetim sisteminin karşılayamayacağı bir yuvarlanmaya yol açtı; roket parçalandı.
23 Kasım 1972	yaklaşık 107. saniye	Motorların birdenbire kapatılması, yakıt boruları içindeki sıvı sütunlarında dalgalanma yarattı; borular yırtıldı ve yakıt sızdı.

İkinci uçuşun tarihi dikkat çekicidir: N1, Apollo 11'in fırlatılmasından yaklaşık iki hafta önce rampada patladı. Üçüncü uçuşun tarihini kaynaklar 26 ve 27 Haziran 1971 olarak farklı veriyor, kayıp anını da 48 ile 50 saniye arasında gösteriyor; bu yüzden tabloda gün vermedim. Dördüncü uçuş en uzun süre dayanandı; roket yaklaşık 107 saniye uçtu, ama o da başarısızlıkla bitti. Dördüncü uçuşta işlevsel bir Ay yörünge aracı (7K-LOK) ve bir iniş aracı maketi vardı.

Geliştirilmiş sürüm N1F, birinci kademede daha güçlü NK-33 motorlarını kullanacaktı; iki roket (8L ve 9L) hazırlandı, ama program onlar uçmadan 1974'te askıya alındı, 1976'da kapatıldı.

Başarı oranı: 11/2026 itibarıyla N1'in dört fırlatmasının hiçbiri yörüngeye ulaşmadı (0/4). Roket bir daha uçmadı ve emekli sayılır.

Taşıdığı önemli görevler

N1'in dört uçuşunun hiçbiri hedefine ulaşmadı. Taşınan yükler şunlardı: Zond L1S-1 ve Zond L1S-2 (Ay çevresinde insansız tur için hazırlanan 7K-L1 uzay aracı denemeleri), 1971'de bir Soyuz 7K-L1E (bazı kaynaklara göre Ay yörünge ve iniş aracı maketleriyle birlikte), 1972'de ise Soyuz 7K-LOK. Bu görevlerin hiçbiri sitede ayrı bir sayfaya sahip değil. Ay yarışının öbür yanı için Apollo 11 sayfasına bakılabilir.

Benzer roketlerle karşılaştırma

Roket	Yükseklik	Alçak yörüngeye yük	Ay'a geçiş yörüngesine yük	Durum
N1	105 m	95.000 kg	yaklaşık 33.000 kg	Emekli (4 uçuş, hepsi başarısız)
Saturn V	111 m	140.000 kg	43.500 kg	Emekli (13 fırlatma, 12'si başarılı)
SLS Block 1	98 m	95.000 kg	27.000 kg'dan fazla	Aktif

N1 ile Saturn V aynı sınıftadır; Saturn V daha uzun, daha ağır yük taşıyabilen ve çok daha güvenilirdi. Saturn V 9 Kasım 1967'de ilk kez uçtu (Apollo 4), son fırlatması 14 Mayıs 1973'te Skylab'ı taşıdı. N1'in kalkış itkisi Saturn V'inkinden fazlaydı, ama bu avantajı güvenilirliğe çeviremedi. Rakamlar farklı referans yörüngelerde verildiği için kıyas yaklaşıktır. Güncel bir Ay roketi olarak SLS ise N1 ile aynı alçak yörünge kapasitesindedir.

Mirası: NK-33 motorları

N1'den geriye kalan en uzun ömürlü şey, motorlarıdır. Program kapatıldığında N1F için üretilmiş yaklaşık 150 NK-33 ve NK-43 motoru imhadan kurtuldu. 1990'ların ortasından itibaren bu motorlar ABD'li şirketlere satıldı, AJ-26 adıyla Antares roketinde kullanıldı ve Rus Soyuz-2.1v roketinde de uçtu; Soyuz-2.1v'nin ilk fırlatması 28 Aralık 2013'tür. Bu roketler hakkında Soyuz sayfasına bakılabilir.

Sık sorulan sorular

N1 kaç kez uçtu?

Dört kez: Şubat 1969, Temmuz 1969, Haziran 1971 ve Kasım 1972. Dördü de başarısız oldu; en uzun uçuş yaklaşık 107 saniye sürdü.

N1 ne kadar yük taşır?

Tasarım değeri olarak alçak Dünya yörüngesine yaklaşık 95 ton, Ay'a doğru geçiş yörüngesine yaklaşık 33 ton. Bu rakamlar hiçbir uçuşta doğrulanmadı.

N1 neden başarısız oldu?

Tek bir sebep yok: yangın ve türbopompa patlaması, kontrol sisteminin aşamadığı bir yuvarlanma ve motorların aniden kapanmasıyla yakıt borularının yırtılması. Ortak nokta, 30 motoru bir arada çalıştırmanın zorluğu ve birinci kademenin tam ölçekli yer testinin yapılmamasıdır.

Türkiye'den bir uydu N1 ile fırlatıldı mı?

Hayır. N1 hiç başarılı uçuş yapmadı ve yalnız Sovyet deneme yüklerini taşıdı.