苏联人对于载人登月有一个周密的计划吗？答案是肯定的。苏联的月球发射计划是用一个单独的发射工具，即N-1号运载火箭，并且要在月球轨道实现对接，这和美国的用土星5号发射阿波罗号和登月舱飞船是采用相同的方式。最大的不同是苏联的发射是用两人组的宇航员，不同于美国的三人组，还决定让其中的一名宇航员，即指挥员着陆月球，另一宇航员，即飞行工程师在月球联盟号里环月飞行，并在指挥员返回时在轨道接应。
苏联的发射依靠一系列的步骤。三级火箭将月球发射组送入近地轨道。这是一组共六个舱，安全的飞行需要一系列复杂的过程，用所需的推进力来平衡运载工具和月球发射组.
发射组的上部是月球联盟号飞船，整个发射过程中宇航员大部分时间在这里。月球联盟号飞船的顶端是一个虫形的姿态机动控制舱（控制舱）。月球联盟号顶端的姿态控制舱上面是逃逸塔。当发生发射出现故障等情况时逃逸塔需要脱离火箭，带宇航员逃生。
与其它联盟号飞船相似，登月联盟号结构由位于最上面球形轨道舱、位于中间的地球返回舱、位于下面服务舱组成；所不同的是登月联盟号用便大的服务舱来代替盟号飞船的仪器和推进舱。飞船用的是耐储存的推进燃料偏二甲肼和四氧化氮，接触点燃。一旦登陆舱登陆月球，服务舱操纵飞船并带动飞船返回地球轨道。
服务舱的下面是小型的一级半的登月舱，以可存储推进剂为燃料，与美国的两级登月舱是一样的。登月舱的下面是两节由液氧和煤油提供动力的动力装置。一旦进入地球轨道并开始进入奔月轨道，“虫”形控制舱将被抛掉。
最初的决定是，对N-1号进行无人的全面地球轨道硬件试验。事实上，N-1号曾在1969年2月21日发射，进行飞行试验，但最后在40000英尺高度爆炸而失败。这次试验原准备进行的内容包括，用N-1火箭发射一个不载人的月球联盟号飞船，（再用其它火箭）再发射一个载有三人的联盟号飞船，两个飞船在外空间对接，两名试验宇航员将通过舱外活动进入月球联盟号飞船中（正如同年1月进行的联盟4号和5号的对接一样），而第三个宇航员单独驾驶联盟号飞船里返回地球。
1969年7月3日又进行了一次发射演习。无人的N-1火箭发射倒计时已经开始之后，就宣布了载人发射的倒计时，所以载人飞行即将开始。但是这一双发射计划没能完成。在清理发射塔之前，N-1火箭主发动机的一个液氧涡轮泵破裂，溢出的液氧和钢屑在推进器底部着火。一系列爆炸震动N-1火箭，加上来自火箭第一级30个发动机的推力，火箭开始倾斜。
感觉到故障后，计算机关闭了第一节中剩余的燃烧舱，N-1火箭倒向发射台，引起一个大火球。接下来的大爆炸严重损坏了1/3 英里外的一个同样的发射台，完全破坏了整个发射装置，包括58层的旋转塔台。地面烧焦得十分严重，以至于在商业卫星的图片上都能看得见地面烧焦的痕迹。
这次事故宣告了苏联登月计划的失败，即使之后为了证明N-1火箭的强大，苏联分别于1971年6月和1972年11月又试验了两次。两次都以失败告终。1971年6月的飞行中，发射后几秒钟，推进器失去控制，不断旋转摇摆。计算机关闭了发动机，N-1火箭又一次掉下来，完全毁坏了1969年已经严重毁坏的第二个发射台和塔台。
最后的1972年的发射几乎将第一级火箭关机。火箭开始与宇宙飞船分离的时候，6个内置第一级发动机开始关闭。突然，火箭绕纵向轴摆动，震动整个火箭和飞船，导致推进装置毁坏。发射107秒后爆炸，引起大火，计算机关闭，但24个外发动机还在燃烧。N-1火箭升到25英哩高度时控制人员将其毁掉，发射以失败结束。
苏联登月计划失败的主要原因是N -1火箭体积过大和结构复杂。推进器是一个庞然大物，328 英尺高，带有一个56英尺的芯级横穿过底部（直径）。而美国的土星五号火箭35英尺高（阿波罗飞船复合体？），第一级是一个直径33英尺的圆柱体。N-1火箭需要30个第一级火箭发动机以达到9,900,000磅助推力，使苏联的飞船飞向月球。土星5号第一级火箭只有5个F-1发动机，一共产生7,500,000磅推力。差别在于土星5号的上升级火箭燃烧液态氢。苏联直到几乎20年后“能源号”火箭发射时才开始用高能的氢作燃料。
N-1号的弱点是难于控制第一级发动机的方式，使控制方式适合高大的N-1火箭的结构及飞行动力。用来隔离和关闭出故障的发动机的安全系统也有问题，对于故障反应太慢，不能及时确认故障的发生。这些缺陷导致了第一级发动机在实验台上的爆炸。
奇怪的是，苏联人从没对所有的30个第一级发动机做过地面试验。可能是由于时间紧迫以及资金短缺。这一世界上最大的火箭共进行了四次发射，之前没有进行过测试或试验。但是后来N-1火箭经过技术改进最终变成了现在的“能源号”火箭。
N-1号的屡次失败粉碎了苏联人的登月之梦，苏联设计和建造登月飞船的工程师们肯定早已知道他们所冒的风险。回顾硬件制造过程，发射经过，以及花费，没人能怀疑宇航员们的技术及超人的勇气。
在地球轨道上，登月的宇航员需要启动登陆舱下面的两级火箭的第一级以煤油为燃料的发动机。当进入奔月轨道之后，第一节被抛掉，剩下称做“Block D” 的一级仍然联接在飞船上。“Block D”是用来在飞行中途进行轨道修正，以及使飞船制动，从而保证进入70英哩高的月球轨道（环月轨道），这大致和阿波罗号的初始轨道相同。“Block D”也用来带动登陆舱和月球联盟号降到距月球10英哩高的轨道，然后带着登月舱进一步降到距月球表面1.5英哩高的地方。
由于苏联人不需要一个大的登陆舱，所以登陆舱是联盟号的轨道舱改造而成的。宇航员进入登陆舱，着陆月球表面后穿着太空服走出登陆舱行走。两个飞船需要对接，但是中间没有密封舱连接以使宇航员从一个飞船进入另一个飞船。并且要考虑能飞到月球表面多低的位置，这就是制导和导航技术的问题了。为阿波罗号飞船而发展的制导与导航计算机推动了美国微型计算机技术的发展，使得美国在1969年就远远超过了苏联，今天也一样。
