N1: De Russische Maanraket

Geschreven door 
Beoordeel dit item
(17 stemmen)
N1 Maanraket N1 Maanraket Foto: Simon Atkinson

Om Russische kosmonauten op weg te brengen naar de Maan had de Sovjet-Unie in de strijd met de Verenigde Staten om de wedloop naar de Maan een krachtige Maanraket nodig. De N1 raket moest uiteindelijk het antwoord worden op de krachtige en impressionante Amerikaanse Saturn V draagraket en zou de Russische Sojoez 7K-LOK ruimtecapsule en de bijhorende Lunniy Korabl Maanlander uit een baan om de Aarde op weg zetten naar de Maan.

De Sovjet-Maanraket werd ontworpen door de Russische raketgeleerde Sergej Koroljov waarna het programma, na de dood van Koroljov in 1966, in handen kwam van Vasily Mishin. Vandaag de dag behoort de N1 nog steeds tot één van ’s werelds grootste en meest krachtige draagraketten waarvan het ontwerp een goed bewaard geheim bleef tot de val van de Sovjet-Unie begin de jaren ‘90. Doordat de ontwikkeling van de N1 vier jaar na dat van de Amerikaanse Saturn V begon, het programma budgettaire problemen kende en er niet genoeg tests werden uitgevoerd, slaagde geen enkele N1 raket in zijn missie waardoor het Sovjet-Maanprogramma uitdraaide op een ramp.

Eigenschappen N1 Maanraket

  • Hoogte N1: 105 m
  • Diameter eerste trap (Block A): 17 m
  • Gewicht N1 bij lancering: 2 735 ton
  • Aantal trappen: N1: 3 - N1L3: 5
  • Laadvermogen (LEO): 90 ton
  • Laadvermogen (Maanmissie): 23,5 ton
  • Aantal lanceringen: 4
  • Lanceerbasis: Bajkonoer

Ontwerp & eigenschappen

De Russische N1 Maanraket had in totaal een lengte van 105 meter en was krachtiger dan de Saturn V raket uit het Amerikaanse Apollo Maanprogramma. In tegenstelling tot andere klassieke raketten uit de ruimtevaart had de N1 ook een opvallende conische vorm. Oorspronkelijk werd de N1 raket ontworpen met drie rakettrappen maar om twee Russische kosmonauten op weg naar de Maan te brengen, werd de raket voorzien van nog eens twee extra trappen. Deze variant kreeg de naam ‘N1-L3’. Eénmaal volgeladen met brandstof woog de N1-L3 superraket maar liefst 2 788 ton. Een klassieke N1 raket, die niet zou gebruikt worden voor bemande Maanvluchten, kon vrachten tot 90 ton in een lage baan om de Aarde brengen. De dertig meter lange onderste trap van de N1 werd voorzien van dertig NK-15 raketmotoren die onderverdeeld werden in twee ringen. Deze rakettrap had aan de voet een diameter van 17 meter. Eenmaal de dertig raketmotoren tot ontbranding werden gebracht, had de ‘Block A’ trap een brandtijd van 125 seconden waarna deze afgestoten werd van de raket. Alles samen produceerde de onderste N1 rakettrap maar liefst 43 meganewton aan kracht waardoor dit tot op heden nog steeds de meest krachtige rakettrap is die ooit gebouwd werd. Bovenop de Block A bevond zich de 20 meter lange Block B tweede trap. Deze rakettrap, met aan de voet een diameter van 10 meter, werd uitgerust met acht NK-15V raketmotoren verdeeld over één ring die een gezamenlijke brandtijd hadden van 120 seconden. De 11 meter lange derde N1 rakettrap, Block V, werd voorzien van vier NK-21 raketmotoren die 370 seconden lang tot ontbranding konden gebracht worden. Zowel de Block A, Block B alsook de Block V rakettrappen gebruikten kerosine als brandstof voor hun raketmotoren. Wanneer de N1 zou gebruikt worden voor bemande Maanmissies, zou deze uitgerust worden met nog eens twee rakettrappen. Deze ‘L3’ sectie bestond uit een Block G en Block D rakettrap waarop uiteindelijk de Russische Maanlander en ruimtecapsule werden bevestigd. De Block G werd voorzien van vier NK-21 motoren en de Block D werd uitgerust met één NK-19 raketmotor.

N1 raketDe impressionante N1 Maanraket staat klaar voor op het lanceerplatform voor een testvlucht.

Doorheen de jaren dat de N1 ontworpen en getest werd, ondergingen de raketmotoren ook verschillende vernieuwingen en aanpassingen. Zo werd na verloop van tijd de NK-15 raketmotor in de onderste rakettrap vervangen door de NK-33 en in de tweede trap werd de NK-15V vervangen door de NK-43. Ook in de derde N1 rakettrap werd een vernieuwde motor bevestigd (NK-31). Deze aanpassingen resulteerden uiteindelijk in een aangepaste en vernieuwde N1 raket die de benaming ‘N1F’ kreeg.

N1De drie onderste rakettrappen van de N1 worden in en assemblagehal afgewerkt.

Ook om de N1 te kunnen lanceren werd op de Bajkonoer lanceerbasis een compleet nieuw lanceercomplex gebouwd waarvan de bouw in 1964 begon. Het complex, dat de naam ‘Site 110’ kreeg, bestond uit twee lanceerplatformen die 500 meter van elkaar waren verwijderd, twee 145 meter lange lanceertorens en enkele 185 meter lange masten die gebruikt werden als bliksemafleiders. De N1 raket zelf werd gebouwd in een faciliteit dat de naam ‘Site 112’ droeg. Op het moment van het N1 programma bestond Site 112 uit de grootste gebouwen die op de Bajkonoer lanceerbasis te zien waren. Binnenin deze faciliteit werden de brandstoftanks gebouwd en werden alle onderdelen aan elkaar bevestigd tot wanneer de N1 raket helemaal klaar was. Vanuit Site 112 werd een afgewerkte N1 raket uiteindelijk per spoor in horizontale houding overgebracht naar één van de twee lanceerplatformen. Tijdens het hoogtepunt van de bouw werkten ongeveer 35 000 Russische militairen aan de realisatie van het N1 lanceercomplex dat alles samen een oppervlakte had van 10 vierkante kilometer.

Lanceringen

Ondanks de vele tests die nog moesten worden uitgevoerd en de budgettaire beperkingen waarmee het programma gepaard ging, besloot men toch om de N1 raket zo snel mogelijk te lanceren vanop de Bajkonoer lanceerbasis. De Verenigde Staten hadden in november 1967 voor de eerste maal hun Saturn V Maanraket gelanceerd waardoor de strijd om de wedloop naar de Maan nu voor goed was losgebarsten. Zo werd een eerste N1 raket, met serienummer 3L, op 21 februari 1969 gelanceerd maar door een brand in de onderste rakettrap explodeerde de eerste N1 raket 69 seconden nadat deze was opgestegen. Deze eerste N1 zou oorspronkelijk een scheervlucht hebben moeten maken langs de Maan en werd hiervoor uitgerust met een aangepaste Sojoez 7K-L1 ruimtecapsule. Na de eerste mislukte poging om de N1 in de ruimte te brengen, werd op 3 juli 1969, slechts dertien dagen voor de lancering van Apollo 11, een tweede poging ondernomen. De tweede N1, met serienummer 5L, zou eveneens een scheervlucht langs de Maan hebben moeten maken maar door een probleem met een brandstofpomp werden 29 van de 30 raketmotoren in de onderste rakettrap stopgezet. Dit leidde uiteindelijk tot het exploderen van de tweede N1. Doordat de N1 zich nog niet zo hoog bevond, werd ook de lanceerinfrastructuur op de Bajkonoer lanceerbasis zwaar beschadigd door de gigantische explosie. Vandaag de dag staat deze mislukte N1 lancering nog steeds in de recordboeken als grootste niet-nucleaire explosie ooit. Door deze mislukte lancering lagen het Sovjet-Maanprogramma en de ontwikkeling van de N1 zwaar achterop ten opzichte van het Amerikaanse Apollo programma. Pas op 26 juni 1971, na de geslaagde Apollo 11 en Apollo 12 Maanlandingen, werd de derde N1, met serienummer 6L, gelanceerd vanop het N1-lanceercomplex op Bajkonoer. Kort na de lancering voerde de derde N1 een niet geplande roll-beweging uit waardoor de raket op een hoogte van 1 kilometer, 51 seconden na de start van de lancering, explodeerde. Op 23 november 1972 ondernam de Sovjet-Unie een vierde poging om de N1 raket op weg te brengen maar de Maan maar ook deze lancering draaide uit op een ramp. De dertig raketmotoren in de onderste rakettrap functioneerden 106 seconden succesvol waarna een probleem ervoor zorgde dat de raketmotoren werden stopgezet op een hoogte van veertig kilometer. Ook deze vierde N1 lancering draaide uit op een explosie. Uiteindelijk bleek de lancering van de vierde N1, met serienummer 6L, de meest succesvolle te zijn. Een vijfde, aangepaste en verbeterde, N1 Maanraket (serienummer 7L) werd klaargemaakt voor een nieuwe lancering die gepland was voor augustus 1974. Deze vijfde N1 werd voorzien van een operationele Sojoez 7K-L1 ruimtecapsule en Lunniy Korabl Maanlander waarmee men een onbemande scheervlucht langs de Maan en een onbemande landing op het Maanoppervlak zou hebben uitgevoerd. Toen het N1-L3 programma uiteindelijk in mei 1974 werd stopgezet, werden de raketmotoren van deze N1 nooit tot ontbranding gebracht. Ook de vernieuwsde N1 raket, de N1F, werd door het stopzetten van het hele Sovjet-Maanprogramma nooit gelanceerd. Restanten van twee afgewerkte N1F raketten zijn vandaag de dag nog steeds terug te vinden op de Bajkonoer lanceerbasis.

Lancering N1Lancering van een Russische N1 Maanraket.

De N1 erfenis

Ondanks de kritiek op het ontwerp en de mislukte lanceringen liet de Russische N1 raket toch een mooie erfenis na. Zo bleken de aangepaste raketmotoren uit de N1F raket, de NK-33 en NK-43, elk op zich zeer succesvol te zijn wanneer deze afzonderlijk gebruikt werden. Ongeveer 150 van deze raketmotoren overleefden het stopzetten van het Sovjet-Maanprogramma en 36 motoren werden vervolgens voor 1,1 miljoen dollar per stuk verkocht aan het Amerikaanse propulsiebedrijf Aerojet. Drie raketmotoren werden door Aerojet geleverd aan Japan die ze gebruikte voor hun J-1 en J-2 raketten. Vandaag de dag heeft het Amerikaanse ruimtevaartbedrijf Orbital Sciences Corporation twee N1F raketmotoren opgenomen in het ontwerp van de onderste rakettrap van de Antares draagraket. Hierdoor zal de technologie van de Sovjet-Maanraket ook in de toekomst nog aanwezig zijn in de ruimtevaart. Ook het N1 lanceercomplex werd na het stopzetten van het programma nog gebruikt. Zo werd vanop deze plaats in november 1988 het Russische ruimteveer Buran een eerste en laatste maal gelanceerd.

Waarom mislukte het programma?

Het mislukte N1-programma is wellicht één van de grootste mislukkingen uit de Russische ruimtevaartgeschiedenis. Het winnen van de strijd om de wedloop naar de Maan tussen de Verenigde Staten en de Sovjet-Unie hing voor de Russen helemaal af van het succes van de N1. Aan de basis van de mislukte N1 lanceringen lag niet één probleem maar verschillende die er samen voor zorgden dat het programma wellicht nooit had kunnen slagen. Eén van de grootste oorzaken waarom geen enkele N1 raket de ruimte bereikte, waren de vele kleine technische problemen als gevolg van beperkte financiële middelen en de tijdsdruk om als eerste een mens op de Maan te brengen. Zo werd in de Verenigde Staten veel meer tijd en geld gespendeerd aan de ontwikkeling van de Saturn V dan de Sovjet-Unie spendeerde aan de N1. Daarnaast speelt het plotse overlijden van Sergej Koroljov in 1966 ook een zeer belangrijke rol in de evolutie van het project aangezien zijn opvolger, Vasily Mishin, veel minder politieke invloed en macht had om zijn stempel te kunnen drukken op het programma.

Kris Christiaens

Medebeheerder & hoofdredacteur van Spacepage.
Oprichter & beheerder van Belgium in Space.
Ruimtevaart & sterrenkunde redacteur.

Volg mij op Twitter: @KrisChristiaens

Dit gebeurde vandaag in 1976

Het gebeurde toen

De Russische Loena 24 Maanlander maakt een zachte landing op het oppervlak van de Maan in de Mare Crisium. Loena 24 is de laatste van drie onbemande Maanmissies waarbij de Sovjet-Unie een grondmonster van de Maan naar de Aarde bracht.

Geplande evenementen

Starnights 2018
17 augustus 2018 tot 19 augustus 2018

Messier 84

Messier 84

M84 is een elliptisch sterrenstelsel dat gelegen is in het hart van de Virgocluster, vlak naast M86. Niet zo ver van dit koppel ligt ook NGC 4388, een iets zwakker…

Lees meer...

Steun Spacepage

Deze website wordt aan onze bezoekers blijvend gratis aangeboden maar om de hoge kosten om de site online te houden te drukken moeten we wel het nodige budget kunnen verzamelen. Ook jij kunt uw bijdrage leveren door ons te ondersteunen met uw donatie zodat we u blijvend kunnen voorzien van het laatste nieuws en artikelen boordevol informatie.

75%

Sociale netwerken