Сергей Павлович Королев начал готовить пилотируемый облет Луны еще в 1962 году. Корабль "Восток" в том виде, в котором он разрабатывался для околоземных пилотируемых полетов, не мог быть использован для окололунной экспедиции. Нужны были дополнительные двигатели коррекции траектории. Нужна была аппаратура для сближения и стыковки с ракетными блоками. И, наконец, нужен был новый спускаемый аппарат. Спускаемая капсула в виде сферы, входящая в земную атмосферу со второй космической скоростью, не обеспечивала приемлемый уровень перегрузок для пилота космического корабля. Для снижения перегрузок требовался спускаемый аппарат, обладающий иными аэродинамическими свойствами.
В начале 1962 года в ОКБ-1 план подготовки и осуществления лунной пилотируемой экспедиции был, наконец, конкретизирован в виде достаточно подробного проекта работ. Произошло это 10 марта, то есть почти через десять месяцев после знаменитого выступления президента США Джона Ф. Кеннеди. Программа американской лунной экспедиции "Аполлон" к этому времени уже осуществлялась полным ходом.
Даже сегодня проект лунных исследований, предложенный в начале 1962 года С.П.Королевым, выглядит очень и очень впечатляющим. Ведь была предложена не просто конструкция космического корабля для реализации лишь одной цели - пилотируемого облета Луны, а целостная система исследований естественного спутника Земли.
Подготовленная С.П.Королевым и его сотрудниками программа исследований Луны включала в себя пять этапов.
На первом этапе, который обозначался Л1, предполагалось отправить в окололунное пространство пилотируемый космический корабль с экипажем в составе двух космонавтов.
На этапе, обозначенном Л2, на поверхность Луны должен был высадиться специальный луноход. Одна из целей этой экспедиции - поиск мест для будущей посадки на лунную поверхность пилотируемого корабля.
Саму высадку космонавтов на поверхность Луны предполагалось выполнить в ходе реализации третьего этапа - Л3.
В отличие от американского проекта "Аполлон" план исследований Луны, предложенный С.П.Королевым, не заканчивался с высадкой человека на лунную поверхность. Окололунные исследования предполагалось продолжить на четвертом этапе с помощью пилотируемого корабля Л4, способного доставить к Луне экипаж из трех космонавтов.
На пятом этапе, Л5, на Луну помимо космонавтов должен был доставляться еще и луноход для длительных поездок экипажа космического корабля по поверхности Луны.
Весь комплекс работ по пяти этапам программы "Л" предполагалось выполнить в период с 1965 по 1975 годы.
На первый взгляд программа исследований Луны, предложенная С.П.Королевым, действительно производит впечатление мощной и всеобъемлющей. Но сомнения в ее целесообразности начинают появляться сразу после детального сравнения ее с американской программой "Аполлон".
Для реализации проекта исследования Луны в версии С.П.Королева требовалось разработать, испытать и изготовить три разных космических корабля - Л1, Л3, Л4 (и, возможно, существенно модифицировать корабль Л3 для участия в миссии Л5) - и два лунохода (Л2 и Л5). А у американцев практически все эти задачи решала одна программа "Аполлон":
- пилотируемый облет Луны мог выполнить основной блок корабля "Аполлон";
- для высадки на Луну использовался специальный лунный модуль, который доставлялся к Луне тем же основным блоком корабля "Аполлон";
- на лунном модуле в сложенном состоянии крепился лунный вездеход, который мог обеспечить поездки экипажа корабля "Аполлон" по поверхности Луны.
Таким образом, американцы решали большинство задач проекта "Л" одной космической системой. Единственной "изюминкой" проекта С.П.Королева оставался луноход Л2, который должен был искать места для посадок пилотируемых кораблей. Позднее, с началом полетов автоматических станций - советской серии "Луна" и американских серий "Рейнджер", "Сервейер" и "Лунар Орбитер", - выяснилось, что для определения вероятных мест посадок лунных пилотируемых кораблей без лунохода вполне можно обойтись. Хотя риск "нарваться" почти у самой поверхности на россыпь камней, не замеченную с орбиты спутника Луны, все же оставался, но чтобы избежать такой аварийной ситуации, американский лунный модуль мог некоторое время перемещаться над лунной поверхностью в горизонтальном полете.
У американцев для реализации программы "Аполлон" использовалась только ракета-носитель "Сатурн-5" (носитель "Сатурн-1Б" должен был стартовать в космос только на этапе околоземной отработки всей космической системы). А по проекту С.П.Королева должны были использоваться модифицированные носители Р-7 и новая сверхмощная ракета Н-1. Эту сверхмощную ракету-носитель Королев начал проектировать еще в начале 60-х годов. Генерал Николай Каманин отмечал в своем дневнике:
"12 февраля (1961 года - С.Ч.)