Уже первые расчёты показали, что масса ЛСА (около 600 кг) значительно превышает возможности PH 8К78. Следует отметить, что работы по эскизному проектированию сверхтяжёлой ракеты-носителя «Н-1» в ОКБ-1 проводились С.П.Королёвым в инициативном порядке с июля 1958 г. Спустя два года Главный конструктор добился того, чтобы затвердить направление решением государственного характера. И постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 23 июня 1960 г. №715-296 «О создании мощных ракет-носителей, спутников, космических кораблей и освоении космического пространства в 1960-1967 годах» было предусмотрено создание такого носителя на жидкостных двигателях в период 1961-1963 гг. К февралю 1963 г. в ОКБ-1 были подготовлены предложения по разработке и применению новой PH и по созданию под неё межпланетных КА, а к сентябрю 1963 г. - и лунных кораблей (ЛК). Также предлагалось создание космических комплексов для исследования Луны [27, 28].

Пять взаимосвязанных проектов включали:

Л-1 - пилотируемый полёт с облётом Луны;

Л-2 - доставку на поверхность Луны дистанционно управляемого с Земли ЛСА;

Л-3 - пилотируемый полёт с посадкой лунного корабля (ЛК) и выходом космонавта на поверхность Луны;

Л-4 - создание лунного орбитального комплекса (ЛОК) для вывода на окололунную орбиту пилотируемого ЛК;

Л-5 - пилотируемый полёт с посадкой ЛК и выходом космонавтов на поверхность Луны, доставка тяжёлого ЛСА (масса 5500 кг с герметичной кабиной) для долговременного и более детального изучения Луны с возможностью транспортирования 3-5 космонавтов или 3500 кг груза со скоростью 20 км/час.

Как видим, в рамках первой советской пилотируемой лунной экспедиции луноходу отводилось немаловажное место. Предполагалось, что до пилотируемого полёта в выбранные основной и резервный районы прилунения ЛК будут отправлены два лунохода. Их цель - детально обследовать районы, чтобы выбрать оптимальное место посадки пилотируемого корабля.

Но ни один из пяти проектов в своём изначальном виде так и не был претворён в жизнь. Только разработка дистанционно управляемого ЛСА практически послужила созданию луноходов в рамках проекта Е-8 Программы «Е».

В июле 1963 г. С.П. Королёв предложил директору ВНИИ-100 Василию Степановичу Старовойтову (1919-2001) разработать самоходный аппарат для Луны. Старовойтов дал согласие, и работы по теме «Определение возможности и выбор направления в создании самоходного шасси аппарата Л-2» начались под научным руководством начальника отдела новых принципов движения Александра Леоновича Кемурджиана (1922-2013).

Александр Леонович Кемурджиан

Основанием для проведения работ послужило письмо 12 Управления Государственного комитета по оборонной технике СССР (ГКОТ) от 13 сентября 1963 г. №12/394сс, в котором отмечалось, что «в соответствии с поручением Председателя ГКОТ СССР т. Зверева С.А. в отделе новых принципов движения ВНИИ-100 организовать специальную группу для изучения и определения возможных направлений работ по созданию самоходных средств передвижения по поверхности Луны» совместно с ОКБ-1. В октябре поступило и переработанное техническое задание (ОКБ-1, НАТИ и ВНИИ-100 входили в структуру ГКОТ).

Итак, руководителем работ назначили А.Л. Кемурджиана, ведущим инженером машины - Г.Н. Москвина. Разработку электроприводов поручили В.Г Вовку, взаимодействие движителя с грунтом - А.П. Софияну, гусеничных движителей - М.Б. Шварцбургу, комплекса измерений -Л.Х. Когану, оценку плавности хода по рельефу - Ю.Л. Козленко.

За короткое время были определены научно-технические проблемы, изготовлены некоторые стенды, макеты и аппаратура, сделаны конструкторские проработки шасси и проведены некоторые эксперименты.

Планируя разработку планетоходов, конструкторы в первую очередь решают технические вопросы, связанные с особенностями ходовой системы, а именно - какому виду самоходного шасси разрабатываемого ТС следует отдать предпочтение: гусеничному, колёсному или винтовому. Был выбран колёсный вариант.

Однако наиболее важной оказалась проблема выбора способа передвижения по Луне, так как в то время ещё отсутствовала достоверная информация о её грунте.

Ещё до первых лунных экспедиций к радиоастрономическим исследованиям Луны приступили в 1950 г. в г. Горьком сотрудники Научно-исследовательского радиофизического института (НИРФИ) под руководством Всеволода Сергеевича Троицкого (1913-1996), выдающегося учёного, одного из крупнейших специалистов в области радиоастрономии, радиофизики и радиотехники. В период 1956-1960 гг. B.C. Троицким, Н.М. Цейтлиным, В.Д. Кротиковым и В.А. Порфирьевым был разработан метод «искусственной Луны», позволявший с большой точностью получать данные о температурном режиме, составе и структуре верхнего покрова Луны, близко подойти к определению его химических характеристик [29].

Всеволод Сергеевич Троицкий

В 1961 г. впервые «искусственная Луна» диаметром 4 м была установлена в Крыму на скале около Генуэзской крепости (г. Судак). Затем локационное зондирование Луны продолжили в долине Кара-Дага на радиотелескопе с антенной диаметром 5 м. Систематическая работа началась с 1965 г. на созданной постоянно действующей радиоастрономической станции НИРФИ «Кара-Даг» с «искусственной Луной» диаметром 8 м.

В марте 1964 г. в Харькове на совещании астрономов Всеволода Васильевича Шаронова (Главная (Пулковская) астрофизическая обсерватория), Николая Павловича Барабашова (Харьковский университет),B.C. Троицкого (Горьковский радиофизический институт) с участием Юрия Ивановича Ефремова (МНТС по КИ АН СССР), Владимира Васильевича Молодцова и Владимира Петровича Зайцева (ОКБ-1), А.Л. Кемурджиана и Артёма Петровича Софияна (ВНИИ-100) была принята рабочая гипотеза модели рельефа поверхности и физико-механических свойств лунного грунта. По их мнению, это «силикатная порода в пенно-пористом или раздробленном состоянии, что соответствует вулканическим туфам, шлакам или пирокластическим материалам на Земле. Структура вещества сильно переработана под воздействием вакуума, жёстких излучений, солнечного ветра и метеорных ударов, приводящих к иссечению породы и формированию особого грунта «лунита», не имеющих прямых аналогов на Земле. Прочность наружного покрова 0,2-1,0 кг/см²».

Решение совещания направили на утверждение в АН СССР. Естественно, с ним был ознакомлен и С.П.Королёв, что подтверждается справкой, экспонируемой в его мемориальном рабочем кабинете.

Именно эта модель была впоследствии применена при разработке шасси лунохода и, как показало будущее, эта гипотеза оказалась верной.

При проектировании ходовой части лунохода специалистам-транспортникам пришлось учитывать не только характер и особенности лунной поверхности, но и то, что сила притяжения на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле. Это необходимо было принимать во внимание и при расчётах выбора диаметра колеса и его ширины с тем, чтобы избежать буксования на особо рыхлых грунтах. К тому же уменьшение силы тяжести могло сказаться на устойчивости лунохода при его движении на больших скоростях по неровной поверхности, решили применить независимые подвески для всех колёс. Оптимальный вариант был найден ещё в земных условиях. К тому же конструкторами было учтено, что при глубоком вакууме, который наблюдается на Луне, применять жидкостную или пневматическую подвеску нецелесообразно, так как могут возникнуть трудности при их эксплуатации.

А кто мог ответить конструкторам, из какого материала делать колёса и сколько их потребуется, какую применить смазку для трущихся деталей на 170-ти градусном морозе лунной ночью и 150-ти градусной жаре лунным днём, каково будет сцепление колёс с лунной поверхностью, какими максимально допустимыми должны быть углы крена и дифферента, да и как управлять ею на таком огромном расстоянии? Словом, поначалу вопросов было куда больше, чем ответов на них, и немало пришлось поломать голову ленинградским конструкторам, чтобы качественно и в срок выполнить необычный заказ С.П. Королёва.