длиной 30 метров и массой 91,5 тонны с двумя космонавтами в спускаемом аппарате лунного орбитального корабля «ЛОК». Космонавты должны были совершать полет в спортивных костюмах без спасательных скафандров.
При выведении «ЛРК» находится под головным обтекателем массой 17,5 тонны, длина которого составляла 33 метра. После прохождения плотных слоев атмосферы головной обтекатель по частям сбрасывается. Для спасения космонавтов, в случае аварии ракеты-носителя на стартовой позиции или во время выведения, использовалась система аварийного спасения, которая с помощью РДТТ должна была обеспечить увод спускаемого аппарата лунного орбитального корабля на безопасное от РН расстояние. Система аварийного спасения длиной около 10 метров имела массу до 4 тонн.
На околоземной орбите, на 480-й секунде после проведения ориентации «ЛРК», включается двигатель блока «Г», и комплекс переводится на траекторию полета к Луне. Затем производится отделение отработавшего блока «Г», сброс нижнего и среднего переходников блока «Д». Космонавты приступают к выполнению программы полета, находясь в спускаемом аппарате и бытовом отсеке. В случае необходимости с помощью двигателей блока «Д» производится одна или несколько коррекций траектории движения «ЛРК».
Время полета до Луны — 3,5 суток.
При подлете к Луне двигатель блока «Д» включается на торможение и «ЛРК» переходит окололунную орбиту высотой 110 километров. После коррекции комплекс переходит на эллиптическую орбиту с минимальной высотой 16 километров.
Затем оба космонавта переходят в бытовой отсек «ЛОК», Герметизируют его, надевают скафандры (пилот «ЛОК» — «Орлан», пилот «ЛК»-«Кречет-94»), затем разгерметизируют бытовой отсек и используют его в качестве шлюзовой камеры.
Пилот «ЛК» переходит по поверхности бытового отсека, спускаемого аппарата и ракетного блока «И» к лунному кораблю, размещенному в цилиндрическом переходнике. Для того чтобы космонавт мог попасть в посадочный, лунный корабль, в оболочке был установлен люк напротив люка кабины «ЛК».
Для облегчения перемещения космонавта из бытового отсека в кабину «ЛК» дополнительно к поручням предполагалось использование специального манипулятора, который должен был устанавливаться на приборно-агрегатном отсеке «ЛОК».
В это время пилот «ЛОК» в скафандре «Орлан» находится на обрезе люка бытового отсека, подстраховывая командира.
После того как пилот «ЛК» занимает рабочее положение в кабине лунного корабля, производится выталкивание «ЛК» из цилиндрической оболочки по специальным направляющим, которые после этого отстреливаются от «ЛК». Затем производится сброс верхнего переходника блока «Д» и раскрытие посадочных стоек лунного посадочного устройства «ЛК». Пустая цилиндрическая оболочка «ЛК» отделяется от «ЛОК».
После ориентации «ЛК» с помощью двигателей ориентации, размещенных между стыковочным узлом и бытовым отсеком, на высоте 16 километров включается на торможение двигатель блока «Д», и «ЛК» с блоком «Д» устремляется к Луне. При этом на высоте 3–4 километров «ЛК» совершает «мертвую петлю», а на высоте 1–3 километров производится отделение блока «Д» от «ЛК». Этот маневр был необходим для того, чтобы посадочный радиолокатор лунного корабля не принял отделившийся блок «Д» за лунную поверхность и раньше времени не сработало автоматическое включение ракетного блока «Е».
Затем блок «Д» падает на поверхность Луны, а пилот «ЛК», используя автоматическое и ручное управление двигателями ориентации и регулируя тягу двигателя блока «Е» совершает посадочный маневр и мягкую посадку на поверхность Луны. Вся процедура от момента отделения блока «Д» до посадки занимала немногим более минуты, и поэтому возможности по маневрированию лунного корабля над поверхностью для выбора места посадки были ограничены несколькими сотнями метров. В случае невозможности мягкой посадки предполагалось увеличить тягу ЖРД до максимальной и выводить «ЛК» на окололунную орбиту для встречи с «ЛОК».
При нормальной посадке «ЛК» опускается на поверхность Луны с помощью лунного посадочного устройства, состоящего из кольца, окружающего блок «Е», и четырех посадочных опор, прикрепленных к кольцу. Посадочные опоры в принципе были схожи с опорами лунного модуля корабля «Аполлон» или опорами советской автоматической станции «Луна-16» и состояли из цилиндрических стоек с сотовыми энергопоглощающими элементами, подкосов, воспринимающих боковые нагрузки, и тарельчатых опор для посадки на поверхность.
Для предотвращения подскока и переворачивания «ЛК» при посадке на лунную поверхность использовались четыре РДТТ «прижатия», которые включались в момент контакта опор с грунтом.
После посадки лунного корабля пилот «ЛК», отдохнув и проверив системы корабля, открывает люк кабины и, спустившись по трапу, ступает на поверхность Луны. От падения на спину космонавта предохранял легкий обруч, который он должен был надеть сразу после выхода из «ЛК». Автономная система жизнеобеспечения скафандра «Кречет-94» позволяла космонавту находиться на поверхности Луны в течение четырех часов. За это время космонавт должен был установить на Луне научные приборы и государственный флаг СССР, собрать образцы лунного грунта, провести телевизионный репортаж, фото- и киносъемку района приземления.
После возвращения в «ЛК» космонавт наполнял кабину воздухом, чтобы открыть шлем скафандра и принять пищу.
Не позднее чем через 24 часа после посадки космонавт включал двигатель блока «Е». Лунный взлетный аппарат «ЛК», отделившись от лунного посадочного устройства, выходил на орбиту. При этом для надежности запускались сразу оба двигателя ракетного блока «Е», а затем, по результатам диагностики, один двигатель отключался, а другой выводил лунный возвращаемый аппарат на орбиту Луны.
Система сближения и стыковки «Контакт» устанавливала связь и определяла взаимное положение «ЛК» и «ЛОК», управляя автоматической стыковкой. Во время стыковки пилот «ЛОК» находился в бытовом отсеке в скафандре и в случае необходимости мог вмешаться в ход стыковки, осуществив переход на ручное управление. При этом он мог использовать радиосистему поиска, иллюминатор в блистере, а также бортовую вычислительную машину. Затем пилот «ЛОК» сбрасывал давление в бытовом отсеке и открывал бо ковой люк. Пилот «ЛК» выходил из лунной взлетной кабины «ЛК» в открытый космос и осуществлял обратный переход по наружной поверхности через стыковочный узел и блок двигателей ориентации комплекса в бытовой отсек «ЛОК».
Пилот «ЛОК» в это время был готов прийти к нему на помощь. Затем производилась герметизация бытового отсека, его наддув воздухом.
После того как давление между спускаемым аппаратом и бытовым отсеком выравнивалось, космонавты снимали скафандры и переходили в спускаемый аппарат, захватив с собой контейнер с образцами. После этого люк закрывался, и после проверки его герметичности производился отстрел бытового отсека вместе с «ЛК» и блоком двигателей ориентации, которые после торможения падали на поверхность Луны. Затем космонавты проводили ориентацию «ЛОК» с помощью двигателей, расположенных на приборно-агрегатном отсеке и энергоотсеке, включали корректирующую двигательную установку ракетного блока «И», и «ЛОК» переходил на траекторию полета к Земле.
При необходимости на трассе Луна-Земля космонавты производили коррекцию движения корабля. Время обратногo полета — не более 3,5 суток. При подлете к Земле спасательный аппарат с двумя космонавтами отделялся, совершал управляемый спуск в атмосфере с двойным погружением и, используя парашютную систему и двигатели мягкой посадки, производил приземление на территории СССР.
Общее время экспедиции рассчитывалось на 11–12 суток.
Так или почти так выглядела схема полета советских космонавтов к Луне. Окончательно она была утверждена экспертной комиссией Келдыша в декабре 1964 года. И работа закипела.
Смещение Хрущева чуть-чуть скорректировало заявленные планы, дав Королеву возможность использовать для запусков кораблей «Союз» челомеевский носитель «УР-500К».
Однако самому Сергею Павловичу так и не суждено было увидеть, чем закончится «лунная гонка». 14 января 1966 года Сергей Королев скончался на операционном столе.
