Долгое время почти все исследования спутника Земли при помощи советских автоматических станций имели одну главную цель – подготовку высадки космонавта на Луну. Еще до полета Гагарина, 23 июня 1960 г. было издано Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О создании мощных ракет-носителей, спутников, космических кораблей и освоении космического пространства в период 1960 - 1967 гг.», которое кроме всего прочего предусматривало: организация ряда экспедиций на Луну для изучения ее грунта, рельефа, выбора места для построения лунного поселения; вывод корабля на орбиту вокруг Луны, возвращение на Землю; облет вокруг Луны с экипажем 2-3 человека; высадка человека на Луну; строительство лунной базы; налаживание постоянных транспортных перелетов по маршруту Земля – Луна - Земля; облет Марса и Венеры кораблями с экипажем 2-3 человека и выбор места для создания исследовательских баз; создание базы на Марсе, требующая регулярных межпланетных полетов.
Несмотря на столь серьезные планы, мало что из намеченного было выполнено, а много даже сегодня остается пока недостижимой мечтой. Однако, в начале 60-х гг. все эти цели казались реальными, тем более, что США также заявили свои претензии на покорение Луны. Началась так называемая «лунная гонка», в которой СССР потерпел поражение. Правда, с научной точки зрения, отправка человека на Луну не имела большого смысла, поскольку автоматы могли действовать там гораздо больший срок с не меньшими результатами. Это была наглядно доказано в ходе экспедиций советских луноходов. Здесь же играли роль соображения политического престижа и демонстрации экономической мощи, научная рациональность отходила на второй план.
В отличии от американцев, которые целиком сосредоточились на программе «Аполлон», в СССР существовало несколько не связанных между собой проектов, которые выдвигали соперничавшие между собой Королев и Челомей. Причем, каждая из этих программ основывалась на использовании разных типов ракета-носителей. Более того, существовало два принципиально разных подхода к лунной экспедиции: просто облет Луны либо высадка на ее поверхность космонавта. Этот разнобой и вызванное им распыление финансовых средств вкупе с неожиданной кончиной Королева, которого вменил менее харизматичный Мишин, и стали главной причиной поражения Советского Союза в «лунной гонке».
Для королевского проекта облета Луны «Л1» можно было использовать РН «Протон-К». Еще одна королевская программа, предусматривавшая уже высадку на Луну на корабле, собранном непосредственно на орбите, могла быть осуществлена при помощи старых РН серии «Р-7». Другая же подобная программа Королева, являвшаяся аналогом американского «Аполлона», требовала кардинально нового РН, который вошел в историю как «Н1 – Л3». Челомеевский проект высадки на Луну также был основан на новом сверхтяжелом ракета-носителе – «УР-700». К сожалению, ни один из двух последних РН довести до рабочего состояния не удалось. В итоге, на то время советские конструкторы не смогли создать ракета-носитель, который смог бы доставить пилотируемый космический корабль на Луну.
Проектирование РН «Н-1» началось еще в 1959 г., когда возникла необходимость создать носитель, способный вывести на орбиту более 50 тонн полезного груза, например, орбитальную станцию или пилотируемый корабль для облета Марса. Позднее главной целью стала доставка пилотируемого космического корабля к Луне, а возможная полезная нагрузка увеличена до 75 т. Итогом многолетнего труда стал трехступенчатый ракета-носитель высотой 105 м. Первая ступень (блок А) несла 25 расположенных по кольцу двигателей НК-15. На второй ступени(блок Б) было расположено 8 таких же двигателей с высотным соплом - НК-15В (11Д52). На третьей ступени было четыре двигателя НК-19. На третью ступень монтировался 43-метровый головной обтекатель, под которым находился лунный корабль – система Л3.
Огромные размеры ракеты не позволяли переводить ее в разобранном виде по железной дороге, поэтому рядом со стартовым столом был построен завод, где осуществлялась ее сборка. Однако, из-за недостатка финансирования работы шли медленно, и первый старт ракета-носителя «Н-1» состоялся только в феврале 1969 г. и закончился взрывом первой ступени. Второй запуск через полгода также оказался неудачным. Понадобилось 2 года, чтобы устранить выявленные неполадки, но запуск в июне 1971 г. вновь закончился взрывом ракета-носителя. Последняя попытка состоялась в ноября 1972 г., когда американская программа «Аполлон» уже близилась к завершению. Ракета-носитель «Н-1» вновь взорвалась. Запланированного пятого пуска РН не состоялось, а в 1974 г. работы по данному проекту были закрыты.
Еще менее завидно сложилась судьба РН «УР-700», работу над которой Челомей начал в 1962 г, но вся документация была готова только спустя 5 лет, в 1967 г. «УР-700» представлял из себя трехступенчатый ракета-носитель весьма необычной широкой и приземистой формы. Блоки первой и второй ступеней были соединены «пакетом», а второй и третьей - «тандемом». Первая ступень состояла из шести соединенных попарно блоков, которые окружали три блока второй ступени. На обеих ступенях были установлены двигатели РД-270. Каждый их этих блоков по диаметру был равен РН «Протон». Третья ступень создавалась на основе РН «Протон» и монтировалась над связкой блоков второй ступени. Здесь планировалось использовать три двигателя РД-254.
Руководство страны не заинтересовалось проектом Челомея, поскольку для его реализации потребовалось бы сворачивать работы по «Н-1». Ракета-носитель «УР-700» так и остался на бумаге. Аналогичная судьба постигла и челомеевский лунный корабль «ЛК-700», напоминавший американский проект «Нова-Аполлон».
«ЛК-700» вместе с разгонным блоков выводился РН «УР-700» на околоземную орбиту и оттуда стартовал к Луне. При подлете к спутнику космический корабль тормозил, переходи на лунную орбиту, а затем сходил с нее и садился на Луну. Затем корабль стартовал с Луны и возвращался на Землю. Подобная схема отличалась как от программы «Аполлон», так и от предложенной Королевым системы «Л1-Н3». Но и этот проект не был реализован, и все остановилось на уровне документации и макетов в натуральную величину.
До стадии реализации и летных испытаний дошел только королевский проект облета Луны, для которого использовался уже существующий РН «Протон-К». Эта программа выросла из проекта «Союз», разрабатываемого С. Королевым с конца 50-х гг. Она была направлена на создание космического корабля, способного маневрировать в космосе и стыковаться с другими аппаратами.
Второй, намного более амбициозный проект, также родившийся из программы «Союз», был рассчитан на высадку космонавтов на Луну. Однако он был основан на использовании РН «Н-1», который так и не был введен в строй. Тем не менее, эта программа стала приоритетной с 1964 г., когда советское руководство почувствовало, что, благодаря «Аполлону» США могут обогнать СССР. Таким образом Королев работал два двумя лунными проектами одновременно: облет Луны без посадки на ее поверхность и возвращение на Землю; выведение на орбиту Луны корабля с двумя космонавтами на борту, высадку одного космонавта на Луну и возвращение на Землю. Обе эти программы предусматривали использование как разных кораблей, так и разных ракета-носителей.
Для высадки на Луну предполагалось использовать связку из двух аппаратов: двухместного лунного орбитального корабля («ЛОК»), он же «Союз 7К-Л3», и одноместного лунного корабля («ЛК»). После того, как связка выходила на лунную орбиту, один из космонавтов выходил из «ЛОК» в открытый космос и перебирался в «ЛК». Переходный люк между двумя аппаратами отсутствовал. После этого лунный корабль отстыковывался и направлялся к Луне. Маяком при прилунении должен был служить луноход. «ЛК» садился на Луну, после чего космонавт (скорее всего, это был бы А. Леонов) спускался на поверхность, устанавливал советский флаг и проводил научные эксперименты. Спустя сутки «ЛК» возвращался на орбиту и космонавт переходил обратно в «ЛОК», который направлялся к Земле.
Оба корабля в законченном варианте никогда не вышли на орбиту, но были проведены их летные испытания. Так, «ЛК» в 1970-1971 гг. трижды успешно испытывался на околоземной орбите в беспилотном режиме под названиями «Космос-379», «Космос-398» и «Космос-434». Но, дальше этого дело не пошло. Успешное завершение программы «Аполлон» и цепь неудач на испытаниях РН «Н-1» похоронили этот проект.
Намного лучше обстояло дело с программой пилотируемого облета Луны. После того, как отставание советских конструкторов от американцев стало очевидно руководству, в 1965 г. волевым решением проекты Королева и Челомея были объединены. Поскольку облет Луны казался наиболее простой и реальной целью, были решено использовать разработанный Королевым корабль «Союз-7К-Л1», который запускался бы при помощи челомеевского «Протона» с разгонным блоком «Д» от РН «Н-1». Этот блок позволял вывести космический корабль на траекторию полета к Луне.
Двухместный КК «Союз-7К-Л1» отличался от типового «Союза- 7К-ОК» тем, что, из-за ограничений по массе у него не было бытового отсека. Это означало, что весь полет космонавты должны были провести в спускаемом аппарате.
В 1967 г. космический корабль был готов, и начались его летные испытания. После нескольких неудач КК «Союз-7К-Л1» с беспилотном режиме под именем «Зонд-4» 2 марта 1968 г. стартовал к Луне. Корабль успешно обогнул спутник Земли, но при возвращении из-за аварии системы управления спускаемый аппарат был уничтожен. В сентябре того же года «Зонд-5» с черепахами на борту успешно облетел Луну, но при возвращении вновь произошла авария. Навигационная система не смогла обеспечить спуск с маленькими перегрузками, после чего спускаемый аппарат по баллистической траектории рухнул в Индийский океан, где был подобран кораблями ВМФ СССР. Так советский корабль стал первым аппаратом, обогнувшим Луну с живыми существами на борту. Через 2 месяца «Зонд-6» с черепахами на борту, облетев Луну и передав на Землю цветные фотографии ее поверхности, приземлился в заданном районе СССР. Однако, спускаемый аппарат сперва разгерметизировался, а потом, из-за повреждения парашютной системы, разбился о землю.
После того, как 3 американских астронавта конце 1968 облетели Луну, советское правительство теряет к этой программе всякий интерес. Состоялось еще два беспилотных запуска аппаратов «Зонд-7» и «Зонд-8», после чего осенью 1970 г. проект был закрыт.
