Главные конструкторы С.П. Королёв, В.Н. Челомей, В.П. Бармин, Н.А. Пилюгин, М.С. Рязанский, В.А. Хрусталёв, А.М. Исаев рассмотрели и представили в Минобщемаш и ВПК предложения, которые после уточнения были положены в основу постановления от 25 октября 1965 года "О сосредоточении сил конструкторских организаций промышленности на создании комплекса ракетно-космических средств для облёта Луны", во исполнение которого в целях обеспечения в 1967 году облёта Луны и подготовки условий для последующей организации высадки экспедиции на поверхность Луны были приняты решения, определившие дальнейший порядок реализации программы, в том числе: о привлечении ОКБ-1 к решению задач облёта Луны пилотируемым кораблём с использованием ракеты-носителя УР-500К; о сосредоточении работ ОКБ-52 на создании этого носителя, освобождении ОКБ-52 от изготовления пилотируемого космического корабля; о сосредоточении работ ОКБ-1 на создании пилотируемого космического корабля для облёта Луны и доразгонной ступени с использованием носителя УР-500К.
Выходу постановления правительства от 25 октября 1965 года предшествовали бурные обсуждения на заседаниях коллегии Минобщемаша докладов рабочих комиссий по оценке реального состояния дел в основных организациях - будущих участников этой программы. ОКБ-52, несмотря на отсутствие опыта пилотируемых полётов, отстаивало свой вариант корабля для облёта Луны. Однако деревянный макет корабля, представленный накануне ОКБ-52, не смог выдержать конкуренции с полутора десятками спускаемых аппаратов корабля 7К в металле, над которыми трудились монтажники в сборочном цехе 444 ЗЭМ, что было засвидетельствовано комиссией министра С.А. Афанасьева с участием заместителя генерального конструктора ОКБ-52 А.И. Эйдиса в октябре 1965 года. Это окончательно решило вопрос в пользу ОКБ-1. В развитие постановления был подписан приказ министра от 13 ноября 1965 года, в соответствии с которым были утверждены количество и графики изготовления пилотируемых кораблей, получивших обозначение 7К-Л1 (изделие 11Ф91), разгонных блоков и ракет УР-500К по шесть комплектов в 1966 году и девять комплектов в 1967 году, кораблей типа 7К и ракет 11А511 (модификация Р-7) для отработки ракетно-космических средств и реализации программы облёта Луны. Этим же приказом Главному конструктору ОКБ-1 С.П. Королёву и Генеральному конструктору ОКБ-52 В.Н. Челомею было предписано до 25 ноября 1965 года завершить проработку вариантов облёта Луны пилотируемым космическим кораблём 7К-Л1 с разгонными блоками А или Д на базе ракеты-носителя УР-500К и согласовать основные параметры и технические характеристики по лунному ракетно-космическому комплексу (ракета-носитель УР-500К, разгонные блоки А или Д, корабль 7К-Л1). Кроме того, было утверждено распределение работ по комплексу 7К-Л1 и его системам между ОКБ-1 и НИИ-885.
14 января 1966 года на операционном столе умер С.П. Королёв, уже тяжело больной к тому времени, что, как показало время, нанесло смертельный удар по суперракете Н-1 и выпустило целый сонм беспокойных, а порой и злобных "джиннов" - честолюбия, ревности, зависти, которых Сергей Павлович умел сдерживать и даже подчинять своей воле. Смерть С.П. Королёва фактически сорвала и всю советскую "лунную программу". Найти замену такой личности, как С.П. Королёв, было сложно, а В.П. Мишин явно не справился с этой ролью.
С середины 1966 года работы по реализации программы облёта Луны становятся наряду с программами H1 - Л3 и 7К-ОК важнейшими работами всей космической отрасли страны, практически постоянно рассматриваются на коллегиях министерства. Формируются Государственная комиссия по лётным испытаниям ракетно-космического комплекса УР-500К-Л1 (Г.А. Тюлин - председатель, М.В. Келдыш, В.П. Мишин, В.Н. Челомей, Ю.Н. Труфанов, Я.И. Трегуб, Е.В. Шабаров, Д.А. Полухин, А.Г. Карась, А.А. Курушин, Н.П. Каманин, И.И. Спица, Г.П. Мельников, В.А. Хазанов, Н.Н. Туровский, Ю.А. Мозжорин, Н.К. Мордасов, А.Г. Мрыкин, В.А. Касатонов, В.А. Анфилатов - секретарь), составы лётчиков-космонавтов корабля 7К-Л1 (А.А. Леонов, Ю.П. Артюхин, В.Ф. Быковский, О.Г. Макаров, В.И. Севастьянов, Н.Н. Рукавишников). Одновременно утверждается программа лётных испытаний, которая предусматривает следующие операции:
1) выведение корабля в составе комплекса 11С824 на промежуточную орбиту 220/190 километров с наклонением 51,5 градуса с использованием первого включения блока Д;
2) полёт по промежуточной орбите в течение одного витка (или одних суток), проверку бортовых систем корабля и блока Д, контроль герметичности и срабатывания механизмов, ориентацию комплекса в исходное положение для старта к Луне;
3) старт с промежуточной орбиты с помощью блока Д, разгон до скорости, обеспечивающей полёт по траектории Земля - Луна - Земля, отделение корабля от блока Д, одноосную ориентацию корабля на Солнце и закрутку со скоростью 1 градус в секунду для обеспечения максимальной освещённости солнечных батарей;
4) полёт в течение семи суток по траектории облёта Луны (или без облёта в варианте "Зонд-4"), проведение сеансов радиосвязи с Землёй, приём телеметрии, измерение параметров траектории, фотографирование Земли и Луны, передачу телевизионного изображения Земли, выполнение научных исследований;
5) облёт Луны на расстоянии 1000–12 000 километров;
6) проведение трёх-четырёх коррекций траектории, первая на расстоянии 250 тысяч километров от Земли при подлёте к Луне, вторая и третья - на расстояниях, соответственно, 320 тысяч и 150 тысяч километров от Земли при возвращении от Луны с предварительной закладкой установок, вычисленных на основании траекторных измерений; ориентацией корабля и включением КДУ.
Перед входом в атмосферу Земли производится ориентация корабля, необходимая для работы системы управления спуском, отделения остронаправленной антенны и приборно-агрегатного отсека от СА, вход СА в атмосферу, торможение в ней, выход из атмосферы для охлаждения корабля, второй вход в атмосферу, управляемый спуск СА с мягкой посадкой на территории Казахстана. Дальность управляемого спуска могла варьироваться от шести до девяти с половиной тысяч километров в зависимости от склонения (угол между плоскостью горизонта и кораблём) в момент облёта, значение которого по условиям радиовидимости могло составлять 10–28 градусов. При возникновении отказов, исключающих управляемый спуск, СА совершал баллистический спуск с приводнением в Индийский океан.
Реализация программы ЛКИ комплекса УР-500К-Л1 помимо значительного объёма экспериментальной отработки каждой из составляющих частей (РН УР-500К, блок Д, корабль 7К-Л1) предусматривала: этап наземной макетно-технологической отработки комплекса; отработку схемы запуска и работы блока Д с упрощёнными кораблями Л1 № 2П, 3П (конец 1966-го - начало 1967 года); отработку штатной схемы полёта по трассе Земля - Луна - Земля с беспилотным кораблём 7К-Л1 (№ 4–9); штатное выполнение программы с экипажем на борту корабля (№ 11–14).
Вот свидетельство пуска первого корабля 7К-Л1 8 апреля 1967 года посредством ракеты-носителя УР-500К, записанное Н.П. Каманиным:
"В 12:00:08 мы услышали последнюю команду - "Пуск!", а в 12:00:28 начался подъём ракеты. Отдельные порывы ветра доходили до 17–18 метров в секунду, но ракета поднималась очень устойчиво. В чистом голубом небе хорошо было видно отделение первой ступени. Все три ступени ракеты и блок "Д" сработали нормально, и в целом пуск прошёл отлично: лунный корабль был успешно выведен на орбиту ИСЗ.
Этот пуск будет объявлен как вывод на орбиту "Космоса-154". Через 40 минут все члены Госкомиссии и главные конструкторы собрались на второй площадке в кабинете Кириллова. Все поздравили Челомея с успехом. Но вывод на орбиту - это ещё лишь часть дела: через сутки нужно будет включить повторно блок "Д" и направить корабль к Луне (эта операция осуществлялась нами уже более десяти раз). Ответственен за блок "Д" Мишин, и ему пока рано радоваться. Мишин улетел в Евпаторию, а Челомей, Глушко, Лобов и другие - в Москву. На полигоне остались Тюлин и я…
…Не включился повторно блок "Д", и мы не можем послать Л-1 к Луне. Причиной срыва этого полёта к Луне стала грубейшая ошибка Мишина и его помощников. Тюлин был в бешенстве…" [53].
Очередной пуск корабля 7К-Л1 № 4 (11Ф91 № 4) был осуществлён 28 сентября 1967 года. Программа полёта не была выполнена из-за аварии первой ступени ракеты-носителя УР-500К. Двигатель, произведённый в 1965 году, отказал из-за попадания резиновой заглушки в топливопровод. Информация о причинах отказа двигателя вместе с предупреждением министру авиационной промышленности П.В. Дементьеву, на предприятии которого выпускался двигатель, прозвучала на расширенном совещании у секретаря ЦК КПСС Д.Ф. Устинова 7 октября 1967 года, где наряду с представителями ВПК, министерств общего машиностроения, авиационной промышленности, радиопромышленности, обороны присутствовали большинство генеральных и главных конструкторов, связанных с выполнением "лунной программы": Челомей, Келдыш, Мишин, Глушко, Пилюгин, Кузнецов, Воронин, Алексеев, Северин, Волков, Быков…
В этом запуске впервые при лётных испытаниях были проверены системы, обеспечивающие спасение и приземление экипажа. Системы аварийного спасения и приземления обеспечили посадку СА на Землю. Однако вследствие нерасчётного скоростного напора в момент отделения СА от ракетно-космического комплекса система управления спуском не смогла застабилизировать СА. Спускаемый аппарат корабля приземлился недалеко от взорвавшейся ракеты.
10 октября 1967 года в Министерстве общего машиностроения под председательством С.А. Афанасьева состоялось заседание "лунного совета", где В.Н. Челомей, как записал в своём дневнике Н.П. Каманин, задал "коварный" вопрос В.П. Мишину:
"Американцы своим "Сатурном-5" выводят на орбиту 130 тонн и при этом считают возможным высадить на Луну только двух астронавтов, а Н-1 будет выводить на орбиту лишь 105 тонн, и при этом вы считаете возможной высадку тоже двух космонавтов, - за счёт чего вы добиваетесь такого успеха?
Мишин, не задумываясь, ответил, что корабль Л-3 значительно лучше "Аполлона". Всех присутствующих наивность Мишина заставила лишь улыбнуться: всем нам очень хорошо известно, что оборудование американских космических кораблей значительно легче нашего. Одним словом, доклад и реплики Мишина поразили всех своей легковесностью" [53].
В дневниках Н.П. Каманина, представляющих собой живой и объективный материал, запечатлевший события "космического десятилетия", заметен нарастающий протест по поводу работы ОКБ-1 и его руководителя после смерти С.П. Королёва - В.П. Мишина. Протест этот касается и ошибок при проектировании корабля 7К-Л1, и сомнений по поводу готовящейся ракеты Н-1.
"УР-500К - наша лучшая космическая ракета. У меня пока нет никакой веры в ракету Н-1. Нам надо форсировать создание ракеты Челомея УР-700, которая сможет успешно соревноваться с американской ракетой "Сатурн-5"…
…Сейчас уже почти всем понятны конструкторские ошибки и "минусы" комплекса Н-1, но их не хотят замечать Мишин, Пашков, Смирнов, Устинов и все те, кто так легко согласился с сомнительными проектами Королёва и Мишина. Затратив уйму денег на комплекс Н-1, они вынуждены идти до конца, отстаивая реализацию плохого проекта и охаивая хорошие проекты (ракета УР-700 и самолёты-разгонщики)", - записывает Н.П. Каманин 20 сентября 1967 года [53].
Третий запуск корабля 7К-Л1 № 5 был осуществлён 23 ноября 1967 года в 00 часов 07 минут (22 ноября в 22 часа 07 минут по московскому времени). Программа полёта не была выполнена из-за аварии на второй ступени ракеты-носителя. Системы САС и СП вновь обеспечили спасение и приземление С.А. В то же время из-за нерасчётного прохождения команды от гамма-высотомера двигатели мягкой посадки сработали на высоте 4,5 километра. Это потребовало введения в схему автоматики гамма-высотомера специальных фильтров. Система САС была проверена на втором участке логики работы.
По результатам работы САС и СП на 7К-Л1 были проведены доработки корабля "Союз".
20 февраля 1968 года было проведено заседание Госкомиссии по комплексу УР-500К - Л-1. Вёл заседание первый заместитель министра общего машиностроения Г.А. Тюлин. Основной доклад о причинах аварий на двух последних пусках УР-500К сделал В.Н. Челомей, вторым докладчиком был главный конструктор двигателей А.Д. Конопатов. Причина отказа двигателей в последнем пуске точно не установлена. Их эксплуатационная надёжность высокая, но тем не менее из семи пусков ракеты УР-500К с этими двигателями три были аварийными. Оба докладчика считают, что наиболее вероятной причиной отказа двигателей второй ступени УР-500К являются перегрев (до выхода двигателей на рабочий режим) и локальные взрывы топлива. Был предложен ряд доработок, гарантирующих устойчивый выход двигателей на заданный режим работы. Комиссия согласилась с намеченными мероприятиями и разрешила готовить очередной пуск.
Корабль 7К-Л1 № 6 (получивший в печати название автоматическая станция "Зонд-4") был запущен 2 марта 1968 года. Программой предусматривался полёт по эллиптической орбите с максимальным удалением от Земли на расстояние не менее 300 тысяч километров и возвращением на Землю СА по траектории управляемого спуска, при этом все бортовые системы должны были работать по программе, максимально приближенной к штатному облёту Луны. В течение семи суток бортовые системы в основном работали нормально и обеспечили полёт по заданной траектории и вход в атмосферу. Спуск из-за сбоев в системе ориентации осуществлялся по баллистической траектории; и в связи с посадкой вне территории СССР по настоянию Д.Ф. Устинова, Л.В. Смирнова, В.П. Мишина, К.А. Керимова, чтобы СА не попал в руки американцев, корабль был подорван системой аварийного подрыва объекта над Бискайским заливом. По работе бортовых систем были серьёзные замечания.
Перед стартом В.Н. Челомей, прибывший на Байконур вместе с В.П. Мишиным и В.П. Барминым 1 марта, попросил командование ВВС организовать ему съёмку ракеты: особенно его интересовала 126-я секунда полёта, когда от ракеты отделяется отработавшая первая ступень. Его беспокоили две последние аварии ракеты: он был не совсем уверен, что выявлены все её дефекты, и надеялся, что контроль с воздуха поможет обнаружить возможные локальные взрывы в процессе её подъёма. В.Н. Челомей вместе со своими баллистиками, в частности, сообщил Н.П. Каманину, что ракета УР-500К проходит звуковой барьер на 57-й секунде на высоте около 7250 метров. Н.П. Каманин приказал заместителю командующего ВВС ТуркВО Герою Советского Союза генерал-лейтенанту авиации С.Ф. Долгушину выделить для съёмки три самолёта: два Ан-12 и один Ту-124, натренировать экипажи и выполнить съёмку. Несмотря на плотную двухслойную облачность, съёмку удалось организовать со всех трёх машин. Правда, выполнена она была с большого расстояния - более 30 километров.
Одному из конструкторов "Протона", впоследствии заслуженному конструктору России Г.Д. Дермичеву В.Н. Челомей рекомендовал своими глазами понаблюдать за процессом отделения первой и моментом запуска двигателей второй ступени.
"Мне довелось участвовать в этих полётах, - вспоминал конструктор, - особенное впечатление произвело первое наблюдение. Пуск совершался днём, Ан-10 (Ан-10 и Ан-12 внешне очень схожи. - Н. Б.) летел на высоте около 11 км, а разделение ступеней происходит на высоте около 40 км, никаких атмосферных помех в этих условиях нет, в бинокль всё видно прекрасно. В момент запуска двигателей II ступени "Протона-К" происходил опережающий выброс окислителя, что на этих высотах приводило к образованию бурого облака с диаметром большим, чем общая длина ракеты. Далее это облако начинало подсвечиваться изнутри - полное впечатление, что произошёл взрыв и всё кончено. Спустя несколько секунд из этого облака с разных сторон появлялись уже разделённые ступени ракеты. Забыть это зрелище невозможно…" [35].
Заметим, что Ю.А. Гагарин, зачисленный в группу космонавтов для полёта на Луну с помощью готовившейся ракеты-носителя Н-1, живо интересовался программой облёта Луны кораблём 7К-Л1, запускаемым посредством ракеты-носителя УР-500К. Так, 28 февраля 1968 года он в последний раз в своей жизни прилетел на Байконур, чтобы присутствовать при старте, состоявшемся 2 марта. Позднее, 18 марта 1968 года, за девять дней до гибели, в ЦПК он организовал разбор состоявшегося полёта космического корабля "Зонд-4", где прозвучало два десятка докладов лётчиков-космонавтов и космонавтов-инженеров.
Следующий корабль 7К-Л1 № 7, запуск которого состоялся 23 апреля 1968 года, не был выведен на орбиту из-за прохождения команды "Авария системы автономного управления (САУ)" после сброса головного обтекателя по причине замыкания на корпус шин питания преобразователя из-за конструкторской ошибки. В результате в полёте произошёл сброс готовности спецвычислителя САУ, были отключены двигатели второй ступени. При этом системы аварийного спасения и приземления обеспечили нормальное возвращение СА на Землю.
Корабль 7К-Л1 № 8 лётных испытаний не проходил в связи с аварией головного блока 14 июля 1968 года прямо на стартовой позиции, когда погибли три человека. Причиной аварии явился взрыв бака окислителя блока Д. После аварии корабль 7К-Л1 с полуразрушенным головным обтекателем упал на несколько метров вниз и застрял на площадках фермы обслуживания, а бак горючего блока Д с пятью тоннами керосина и двумя ракетными двигателями УРМД СОЗ, заправленными горючим и окислителем, оторвался от фермы и упёрся в элементы третьей ступени ракеты УР-500К, баки которой находились под давлением. В момент разрушения бака окислителя блока Д на головном блоке находилось: пять тонн керосина в баке горючего блока Д; полторы тонны пороха в двигательной установке (ДУ САС), десятки килограммов других высокотоксичных и взрывоопасных веществ. По счастливой случайности ни одна жидкостная трубка не была нарушена и не произошёл взрыв, грозивший гибелью боевому расчёту, находившемуся на ферме обслуживания (в этот момент проводились сборка схемы и подключение коммуникаций после подвода фермы обслуживания).
Государственная аварийная комиссия (председатель - министр С.А. Афанасьев) поставила задачу: спасти старт и ракету-носитель. Для снятия со старта ракеты-носителя надо было снять головной блок, предварительно разрезав на куски головной обтекатель и солнечные батареи, и по возможности максимально слить компоненты топлива, отстыковать ДУ САС, пиропатроны.
Сложность аварийных работ усугубляли климатические условия, когда днём температура в тени достигала 45°С. Две недели шла самоотверженная работа инженеров, рабочих и военных, связанная с риском для жизни каждого, кто проводил работы на ферме обслуживания по демонтажу головного блока и сливу компонентов топлива. Для выполнения задачи было создано несколько рабочих групп. Одна группа должна была рассчитать центр масс полуразрушенной части головного блока, сконструировать траверсу с двумя бандажами, с помощью которой надо было поднять эту часть. Бригада монтажников предприятия "Стальконструкция" должна была доработать стартовый комплекс для установки специальной фермы с блоками, через которые с помощью двух лебёдок надо было поднимать (а потом опускать) головной блок и одновременно оттягивать в сторону, чтобы его можно было, не цепляясь за ферму, опустить на специальный трейлер, который стоял на нулевой отметке. Заводская бригада должна была разрезать головной обтекатель, отсоединить СБ, отключить в доступной зоне пиропатроны, слить компоненты топлива.