thumb|280px|Jusqu'en 1974, les Soviétiques ont ambitionné d'envoyer un homme sur la Lune.Image : diagramme représentant le module lunaire soviétique (prévu pour un seul cosmonaute) et le LEM, son homologue américain (ayant débarqué deux astronautes à six reprises, de 1969 à 1972). Le programme lunaire habité soviétique est un projet de l'URSS développé pour envoyer un cosmonaute sur la Lune, de préférence avant les astronautes américains du programme Apollo pour les battre dans la course à l'espace lancée depuis 1955.
Le projet est victime des désaccords profonds entre les principaux responsables des programmes spatiaux soviétiques : Sergueï Korolev, d'une part, chargé de développer le programme lunaire et en particulier le lanceur géant N-1 (l'équivalent soviétique de la fusée Saturn V du programme américain Apollo), qui considère comme indispensable, pour une mission habitée, d'utiliser des carburants/comburants à la fois plus performants et non toxiques et, d'autre part, Valentin Glouchko, responsable presque unique jusque-là de la propulsion des fusées soviétiques, partisan d'utiliser comme carburant des ergols toxiques qu'il maîtrise bien. Valentin Glouchko s'allie au rival de Korolev, Vladimir Tchelomeï (responsable du projet Proton), pour proposer un projet plus gigantesque encore que le projet N-1, le projet modulaire UR-700, qui vise à permettre un atterrissage direct sur la Lune, sans passer par une mise en orbite lunaire préalable. Faisant appel à des moteurs RD-270 à carburants toxiques, le projet UR-700 ne voit jamais le jour et est arrêté en 1969.
Gravement handicapée par la mort de Korolev en 1966, la fusée N-1, de son côté, rencontre des problèmes de développement majeurs, et, malgré des moteurs très performants, est victime de défaillances fatales lors des quatre lancements effectués entre 1969 et 1972. Les responsables soviétiques décident de mettre fin au programme en 1973. Son existence qui était tenue secrète depuis le début des développements sera niée par la suite. L'existence du programme lunaire sera officiellement reconnue par les responsables soviétiques à la suite de la mise en place de la politique de la glasnost (transparence) en 1986.
Le projet lunaire habité échoua donc, d'une part, du fait de l'incapacité de l'URSS à fédérer les ressources sur un projet unique, et, d'autre part, du fait du retard pris sur le développement d'une propulsion faisant appel à l'hydrogène et l'oxygène comme carburant/comburant.
En revanche, le projet beaucoup moins ambitieux de Vladimir Tchelomeï, le UR-500 « Proton », conçu au départ comme un ICBM géant, capable d'un vol circumlunaire habité (mais non de se poser sur la Lune), connut tout d'abord des échecs, mais devint de plus en plus fiable à partir de . Les fusées Proton permirent à l'URSS de placer des satellites en orbite géostationnaire, et d'envoyer des sondes vers la Lune, Mars et Vénus. Dans les années 1990, les fusées Proton devinrent l'outil essentiel des lancements commerciaux effectués par la Russie. Mais elles ne permirent jamais l'envoi d'une mission habitée vers la Lune.
Historique
Études des lanceurs lourds soviétiques Moteur ionique et réacteur nucléaire (1957-1959) Sur la demande de Sergueï Korolev, directeur du bureau d'études OKB-1 de l'Institut de R&D 88 (ОКБ-1 НИИ-88), la section 12 dirigée par M. V. Melnikov débute en 1957 des études sur un moteur ionique. L'on espère qu'à l'horizon 1959, il pourrait propulser le vaisseau habité TMK-E vers Mars (lequel aurait néanmoins nécessité de panneaux solaires). Aussi, Konstantin Feoktistov propose l'utilisation d'un réacteur nucléaire pour alimenter le moteur ionique. Le , le Comité central du Parti communiste de l'Union soviétique (PCUS) confie d'ailleurs par décret le soin à deux bureaux d'études différents (l'OKB-456 de Valentin Glouchko et l'OKB-670 de Mikhaïl Bondaryuk) de concevoir des moteurs-fusées propulsés par un réacteur nucléaire, toujours en vue d'une mission habitée vers Mars qui durerait du au . Pour ce faire, on pense que la N1 serait parfaitement adaptée. Le , ce rêve grandiose s'évanouit avec la décision de Korolev d'abandonner les études sur des fusées propulsées par énergie nucléaire.
Le long chemin de la N1 Les ébauches de la future N1 débutent en 1959 sous la direction de Korolev au sein de l'OKB-1. En , les autorités militaires réunissent les trois constructeurs généraux, Korolev, son rival Vladimir Tchelomeï de l'OKB-52 et Mikhaïl Yanguel de l'OKB-586 afin de faire un bilan de l'avancement de leurs études. Korolev propose la famille de lanceurs N (abréviation du russe Nositel pour lanceur) ainsi que des versions améliorées de la Semiorka, Tchelomeï une famille évolutive : UR pour Универсальная ракета (Universalnaïa Raketa - « fusée universelle »), basée sur un commun (qui donnera naissance aux projets UR-500 Proton et UR-700.) et Yanguel les missiles balistiques R-26 et R-36 plus le lanceur SK-100. Finalement, Tchelomeï et Yanguel sont autorisés à développer des missiles balistiques, respectivement le léger UR-100 et le lourd R-36. Korolev reçoit des fonds pour développer le lanceur Molnia (8K78), une adaptation de la Semiorka, mais rien pour la N1, dont on ne perçoit pas encore l'utilité.
Le ciel se dégage Finalement, un décret de janvier 1960 autorise les études sur la N1Décret 711-296 du et Korolev exprime dans la Pravda Georgiĭ Vetrov, Tvorcheskoe Nasledie S. P. Koroleva, Nauka, Moscou, 1980 Dans une lettre du , Korolev demande la création d’une filière de production d’hydrogène liquide comme le font les États-Unis, puis en , le développement d’une famille de lanceurs lourds. Seule la dernière demande sera acceptée par un décret de juin 1960Décret 715-296 du 23 juin 1960 concernant « la production de divers lanceurs, satellites, vaisseaux spatiaux pour les Forces militaires spatiales de 1960 à 1967» par Korolev, Tchelomeï et Yanguel. De 1960 à 1963 serait réalisé le lanceur lourd N1 d’une capacité de en orbite basse terrestre (LEO) et de en orbite d’évasion pour un en 1965. Cette date est fixée en par un décret qui ordonne à Vladimir Tchelomeï d'abandonner ses recherches sur les sondes interplanétaires Kosmoplan et de se concentrer sur une version de son Raketoplan, le vaisseau lunaire LK-1.
Rivalités d'hommes et retards étatiques Alors que le , le premier secrétaire du PCUS Nikita Khrouchtchev demande à son protégé Tchelomeï d'engager la phase de définition d'un lanceur, le UR-500 Proton (Прото́н) et du vaisseau LK-1 en vue d'un vol habité circumlunaire (dont la date n'est pas fixée) , Korolev, qui est en désaccord avec l'utilisation d'ergols toxiques, riposte en proposant une mission de débarquement lunaire basée sur un vaisseau concurrent, le Soyouz (Союз), apte à des rendez-vous en orbite et un module d'atterrissage. En février 1962, une réunion secrète a lieu à la station balnéaire de Pitsounda, sur la mer Noire, et ménage la chèvre et le chou en autorisant le développement du Proton de Tchelomeï comme de la N1 de KorolevRésumé de la réunion de Pitsounda . En avril 1962 est approuvée la configuration générale de l'UR-500, qui tient compte des caractéristiques de l'UR-700, qui ne bénéficie d'aucune autorisation de développement. Enfin, le , Khrouchtchev demande à Korolev le développement d'une version améliorée de la N1 apte à lancer la station spatiale militaire de Zvezda (OS-1) mais une charge utile lunaire n'est toujours pas évoquée. Par ailleurs, Glouchko reçoit le feu vert pour étudier les moteurs RD-270 de la UR-700. Déjà mauvaises depuis les années 1930, les relations de Glouchko, qui bénéficie d'un quasi-monopole sur la construction de moteurs-fusées, avec Korolev se sont déjà détériorées au point que ce dernier lui préfère dès 1959 l'OKB-276 du constructeur de moteurs à réaction Nikolai Kouznetsov. Ces rivalités d'hommes minent l'effort spatial soviétique dans sa course à la Lune.
Par ailleurs, le , soit 3 ans après le discours du président des États-Unis John Fitzgerald KennedyLe 25 mai 1961, JFK déclare devant le Congrès des États-Unis, lors du Special Message to the Congress on Urgent National Needs : , Nikita Khrouchtchev décide les programmes Proton (Прото́н) / Zond (Зонд, « sonde ») de survol inhabité de la Lune et N1-L3 de débarquement d’un cosmonaute, bien que , « Challenge to Apollo: The Soviet Union and the Space Race, 1945-1974 », NASA, 2000. Le ministère des Constructions mécaniques générales (MOM), comprenant 2 millions de salariés environ à la fin des années 1980, Isabelle Facon et Isabelle Sourbès, « L'adaptation du secteur spatial ex-soviétique à ses nouvelles conditions d'existence », dans Stratégique, , 56 (avril 1992) .
Le projet UR-700/LK-700 De 1962 à 1967, Tchelomeï et Glouchko espèrent griller la priorité à Korolev et à son projet N1/L3 avec le lanceur modulaire UR-700 et le train lunaire LK-700, conçus pour un atterrissage direct en mai 1972. Avec un argument : du moment que Korolev refuse le design modulaire pour sa N1, elle doit être construite sur le site de lancement sans que son puisse être essayé statiquement avant le vol. À l'inverse, les éléments de l'UR-700 peuvent être testés à l'usine Khrounichev de Moscou, transportés par railLe diamètre maximum de est dicté par ce mode de transport et être rapidement assemblés au cosmodrome de Baïkonour. Tchelomeï présente son projet d'UR-700 à Khrouchtchev lors d'une rencontre à Baïkonour le , à laquelle participe également Korolev. Décision est prise d'examiner la contre-proposition, qui est cependant mise de côté durant un an après le limogeage du Premier secrétaire et son remplacement par Léonid Brejnev.
Le lanceur modulaire UR-700 Les travaux sur l'ébauche de l'UR-700 sont autorisés en octobre 1965Décret du ministère des Constructions mécaniques générales (MOM) du concernant « l'approbation des études sur le projet du complexe lunaire UR-700/LK-700 », bien que Tchelomeï y travaille depuis 1962. En septembre 1966, la VPK (commission militaro-industrielle) décide de comparer sérieusement l'UR-700 et le N1Décret du concernant « la création d'une commission apte à comparer les UR-700/NK-700 et les N1-L3 ». Le lanceur mesure , pèse pour une charge utile de en orbite terrestre basse (LEO) et de en orbite de transfert lunaire. Il concurrence directement la Saturn V.
Il comprend 3 étages fonctionnant au carburant diméthylhydrazine (NH2-N(CH3)2) et au comburant peroxyde d'azote (N2O4) :
un (6 boosters dotés chacun d'un moteur RD-270) et un de 3 moteurs RD-270 s'allumant simultanément et délivrant au total une poussée de au décollage. À T+151 secondes, les 6 boosters sont éjectés et retombent à du site de lancement tandis que le continue de fonctionner jusqu'à T+457 avant séparation et s'écrase à du site de lancement ; un (dérivé du du Proton) allume ses 3 moteurs RD-254 d'environ de poussée à ce moment-là avant séparation à T+682 secondes à d'altitude et place le train lunaire LK-700 en orbite d'attente.
Le train lunaire LK-700 Le troisième étage, basé sur le premier étage de Proton, place le train lunaire LK-700 sur une orbite d'attente à de la Terre. Le LK-700 est équipé de 4 étages compartimentés presque identiques, et d'un étage avec le module d'atterrissage et la capsule lunaire. Les trois étages extérieurs sont mis à feu pour placer le train lunaire sur une orbite translunaire. L'étage intérieur central est utilisé pour des corrections de trajectoire pendant le voyage, placer le train sur son orbite lunaire, et continue à fonctionner jusqu'à arriver juste au-dessus de la surface. Le vaisseau accomplit la dernière étape en douceur en se posant, alors que les trains servent de plate-forme de lancement, lorsque le module propulse la capsule LK-700 pour son retour vers la Terre.
Le programme Proton / 7K-L1
Le lanceur Proton (1965 - )
Le lanceur Proton mesure de haut (sans sa charge utile de vers la Lune), possède un diamètre maximal de et pèse .