В пилотируемом варианте корабля "7К-Л1" должны были устанавливаться дополнительные системы и устройства: два кресла с амортизаторами системы "Казбек" для размещения космонавтов, индикатор курса, астроориентатор, фотоаппарат "Салют-1М" с дополнительным длиннофокусным объективом "Таир-ЗЗС", кинокамера "16ЛK-K1" Красногорского завода, автоматический фотоаппарат "АФА-БАМ", фотоаппарат "СКД", индивидуальные дозиметры. В систему жизнеобеспечения вводился блок личной гигиены космонавтов. Бортовой вычислитель укомплектовывался долговременным запоминающим устройством "ДЗУ-4". Космонавты на корабле "7К-Л1 " должны были совершать полет в костюмах без спасательных скафандров.
Примечательно, что Сергей Королев, не слишком доверявший продукции ОКБ-52 Владимира Челомея, в 1965 году распорядился проработать еще один вариант пилотируемого облета Луны. В его варианте космический корабль "7К-Л1" выводился бы на орбиту в беспилотном режиме. Экипажу предстояло стартовать на орбиту на корабле "7К-ОК" с помощью ракеты "Союз", являвшейся очередной модификацией проверенной "Р-7". После стыковки кораблей космонавты должны были перейти в скафандрах "Ястреб" из бытового отсека "7К-ОК" в спускаемый аппарат "7К-Л1" через открытый космос и изогнутый тоннель в опорном конусе системы аварийного спасения. После этого корабль "7К-ОК" должен был автоматически отстыковаться, а корабль "7К-Л1", сбросив стыковочный узел с опорным конусом, стартовать к Луне.
Позднее на специальном самолете "Ту-104" проводились эксперименты по исследованию возможности перехода двух космонавтов в скафандрах из корабля "7К-ОК" в корабль "7К-Л1". В результате этих исследований вариант с подсадкой экипажа на орбите Земли был отвергнут.
То, что Советский Союз проиграл лунную гонку, ныне принято связывать с провалом программы создания сверхтяжелой ракеты-носителя "Н-1". В этом есть свой резон, ведь, если бы такая ракета сумела взлететь в установленные сроки, советский план экспедиции на Луну мог быть реализован раньше американского. Однако взлететь ей было не суждено.
По свидетельству соратников Королева, замысел сверхтяжелой трехступенчатой ракеты "Н-1" возник у Сергея Павловича еще в 1956 году. В различных источниках название ракеты расшифровывается как "Носитель-1" или как "Наука-1". Впервые свои предложения по такой ракете Королев представил 15 июля 1957 года. Начало же работ над проектом "Н-1" датируется 30 июля 1958 года.
В то время прорабатывалось множество возможных вариантов таких ракет, хотя к дальнейшему рассмотрению были приняты три.
Первый вариант был логическим продолжением ракеты "Р-7". Это была двухступенчатая ракета, у которой на основной корпус (вторая ступень) крепились шесть боковушек (первая ступень). То есть повторялась та же компоновка, которая успешно зарекомендовала себя на "Р-7". Длина такого пакета составляла 48 м. Каждая из боковушек снабжалась шестью кислородно-керосиновыми двигателями конструкции Николая Дмитриевича Кузнецова (1911–1995). На второй ступени предполагалось установить ядерный двигатель, который включался бы после отделения первой ступени. Стартовая масса такой ракеты составляла от 850 до 880 т, а выводимый на орбиту полезный груз — от 35 до 40 т.
Второй вариант представлял собой межконтинентальную баллистическую ракету с дальностью полета до 14 000 км. Для этой ракеты рассматривалась возможность использования двигателей конструкции Михаила Макаровича Бондарюка (1908–1969) и Валентина Петровича Глушко (1908–1989). При использовании двигателя Бондарюка ракета имела бы стартовую массу 87 т, включая боеголовку весом 2,6 т. С двигателями Глушко, соответственно, 100 т стартовой массы и боеголовка весом 4 т.
И наконец, третий вариант представлял собой носитель сверхтяжелого класса со стартовой массой 2000 т и массой полезного груза 150 т. В принципе это и был прообраз той ракеты, которая впоследствии стала известна под обозначением "Н-1". Первую и вторую ступени предполагалось выполнить в виде конуса. На первой ступени размещались 24 двигателя "НК-9" конструкции Кузнецова, вторая ступень имела четыре ядерных двигателя.
Ни один из этих вариантов не был реализован в том виде, как задумывался. Работы над ракетами с ядерны-ми двигателями были прекращены в конце 1959 года, когда стало ясно, что и обычный химический двигатель дает почти тот же эффект, но при этом ему не нужна сложная система защиты от радиации.
Первоначально эскизное проектирование сверхтяжелой ракеты проводилось ОКБ-1 в инициативном порядке. Однако уже 23 июня 1960 года вышло Постановление ЦК КПСС и Совета Министров № 715–296 "О создании мощных ракет-носителей, спутников, космических кораблей и освоении космического пространства в 1960–1967 годах". Это была первая попытка утвердить на самом высоком уровне программу развития космонавтики в виде семилетнего плана.