Следующим шагом королёвской программы исследования Луны был облет нашего естественного спутника и фотографирование его обратной стороны. Для этого был предназначен аппарат Е-2. Его разрабатывали более тщательно, чем предыдущие «лунные» изделия ОКБ-1. Необходимо было получить с облетной траектории глобальные фотографии с последующей их передачей по радио. Аппарат был снабжен двумя фотокамерами с фокусным расстоянием 200 и 500 мм. Однако принять данные с лунной орбиты было затруднительно, так как станцию для их приема необходимо было разместить около Южного полярного круга, что было невозможно в то время. Так что пришлось вносить коррективы в состав аппаратуры, «учить» аппарат ориентироваться. Получилась космическая станция Е-2А массой 278,5 кг. В истории космонавтики эта страница была названа полетом космической станции «Луна-3», состоявшимся в октябре 1959 г. Полет оказался очень успешным: станция сфотографировала обратную сторону Луны и передала фотографии на Землю. Сбылась наконец казавшаяся несбыточной мечта человечества увидеть обратную сторону Луны.
Раз заглянули на обратную сторону Луны, захотелось рассмотреть ее всю поподробнее. Требовалось выполнить детальное фотографирование. Для этого создали аппарат Е-3.
Станцию сделали неориентируемой, но корпус приборного отсека был взят от Е-2А. Был поставлен один фотоаппарат с фокусным расстоянием в 750 мм. Передача данных была предусмотрена в фототелевизионном варианте. Однако предпринятые в апреле 1960 г. две попытки запуска станций не увенчались успехом. «Луна-4А» из-за нехватки топлива вышла на околоземную орбиту и через четыре дня сгорела после входа в земную атмосферу. «Луна-4В» потерпела аварию при старте.
Полезный вес, забрасываемый на орбиту ракетами-носителями «Спутник», «Восток», был маловат. Очень хотелось «стрельнуть» по Марсу, но для этого станция должна быть намного тяжелее. Поэтому в 1960 г. начались испытания модификации Р-7 «Молния», или 8К78. Оптимальной датой для пуска космического аппарата к Марсу в 1960 г. было 26 сентября. Конечно, не успели. Однако от испытаний новой ракеты не отказались. 10 и 14 октября пуски все-таки были проведены, но обе ракеты не долетели даже до орбиты Земли, сгорели в атмосфере над Сибирью.
«Молнию» продолжали испытывать. 4 февраля 1961 г. ее вновь запустили с автоматическим аппаратом «Венера», но неудачно. Станция вышла в космос на низкую орбиту, однако разгонный блок не включился, и, сделав несколько витков, она вошла в плотные слои атмосферы и сгорела. Одно было хорошо: ракета оказалась все-таки работоспособной! Аппарат назвали тяжелым «Спутником-8» и сказали, что это очередная победа советских ученых и рабочих. Через восемь дней 12 февраля повторили запуск с венерианским аппаратом, исправив допущенные при предыдущем запуске ошибки. Все прошло штатно: ракета вывела аппарат на орбиту, включился разгонный блок, и станция пошла к Венере! Однако не попали. Через четыре месяца станция прошла мимо Венеры в 100 тысячах километров от ее поверхности.
Лунные станции раз от раза «тяжелели». Мощности ракеты-носителя «Восток» для их вывода на орбиту было уже мало. И начиная с «Луны-4» стали использовать «Молнию». По нынешней классификации ракет-носителей она относится к среднему классу.
С января 1963 г. по декабрь 1965 г. было осуществлено одиннадцать запусков лунной станции с рабочим названием Е-6. При запусках «Луны-4», «Космоса-60», «Луны-5», «Луны-6», «Луны-7», «Луны-8» отказывал то сам носитель, то четвертая ступень блок «И», а то и система управления станцией. Ракета-носитель «Молния» дорабатывалась в процессе этих пусков.
«Луна-7» и «Луна-8» смогли долететь до Луны, но подвела система ориентации при работе тормозной двигательной установки (ТДУ). Как потом поняли, это произошло из-за того, что наддув амортизирующих баллонов и ТДУ работали одновременно, что и вызвало излишние возмущения, подействовавшие на систему ориентации.
31 июля 1964 г. произошло прилунение американской автоматической станции «Рейнджер-7». Тормозных двигателей у «Рейнджера» не было, но, прежде чем разбиться, он успел передать фотоснимки с близкого расстояния. Только за последние 17 минут полета «Рейнджер-7» передал 4038 фотографий отличного качества. Это был успех.
Успех американцев в фотографировании Луны был предсказуемым, но не радостным для нас: американцы явно шли на обгон. Тем более что перед этим в апреле они провели испытательный полет первого корабля по программе «Джемини», и весьма успешно. А в мае не менее успешно запустили ракету-носитель «Сатурн-1» с макетом нового корабля «Аполлон». Ракета-носитель была трехступенчатой, причем если первая ступень работала на привычных для нас керосине и кислороде, то вторая и третья ступени имели двигатели, использующие водород и кислород. У нас пока таких двигателей не было.
