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…