Оптимальной, с астрономической точки зрения, датой запуска автоматической станции к Марсу в 1960 году было 20–25 сентября, крайний срок — 15 октября. Однако лишь 21 августа в подмосковных Подлипках завершили сборку технологического макета станции. Королев выслушал доклады ведущих конструкторов. Вопросов почти не задавал. Долго размышлял, не обращая внимания на собравшихся. «У нас есть один выход, — прервал он затянувшееся молчание. — Проведем на заводе только промежуточные испытания. Оба аппарата в разработанном виде отправить на Байконур. Там завершим все работы». Возражать главному конструктору в этой ситуации никто не стал. Заместитель Королева Б. Е. Черток попытался было что-то уточнить, но потом махнул рукой: мол, коль решили, чего зря спорить. Королев бросил на него строгий взгляд: «Говорят не руками, а голосом, Борис Евсеевич, — и уже обращаясь к собравшимся: — Все свободны. Времени у нас мало».
Испытания на космодроме первой станции начались лишь 25 сентября. При этом всплыла масса отклонений от расчетных параметров, проявились многочисленные отказы. Стало очевидно, что пуск в оптимальные сроки невозможен. В конечном итоге под сильным давлением Королева ускоренно провели одно комплексное испытание, имитирующее перелет и подход к планете. Но как только начался этап «фотографирования Марса», сгорело фототелевизионное устройство, и его пришлось снять.
Наступило 10 октября. Ракету вывезли на стартовый комплекс. Заправили, провели контрольные проверки. До «предельного срока» оставалось всего пять дней. Решили пускать. Но аппарат не вышел на промежуточную орбиту. На 309-й секунде полета на третьей ступени ракеты-носителя произошел отказ системы управления. Вероятными причинами случившегося могли стать либо обрыв в электроцепи, либо нарушение контакта. Королев бушевал: «Срываем программу огромной важности из-за соплей! Кто проводил стендовые испытания? Где документация?»
Со второй станцией начались свои неприятности: чтобы запустить аппарат к Марсу, с него пришлось снять почти всю научную аппаратуру. В таком виде он, естественно, не мог исследовать планету и предназначался только для отработки запуска и изучения условий радиосвязи. Но и «облегченный» вариант мепланетной станции разделил участь своей предшественницы. Пускали 14 октября. И снова — третья ступень. На этот раз на 290-й секунде полета из-за негерметичности разделительного клапана в трубопровод попал жидкий кислород, произошло замерзание керосина, и двигатель отказал.
Неудачи со станциями 1М не остановили Королева. Совместно с Академией наук был проведен тщательный анализ основных параметров АМС и их систем. По результатам анализа сделали ряд принципиальных доработок. Кроме того, Королев предложил новый подход к дальнейшим разработкам — создание унифицированных межпланетных станций для исследования Марса и Венеры. Они получили обозначение 2МВ.
12 февраля 1961 года, в год старта Гагарина, ушла на маршрут «Венера-1». Она прошла на расстоянии около ста тысяч километров от Венеры и вышла на орбиту спутника Солнца. Это окрыляло конструкторов. Уже 6 сентября 1962 года специальными авиарейсами на космодром Байконур доставили три автоматические межпланетные станции серии 2МВ. Две предполагалось запустить для фотографирования Марса с пролетной траектории, а одну посадить на Красную планету.
24 октября стартовала ракета «Молния» со станцией 2МВ-4 (пролетный вариант). Сергею Павловичу Королеву в те дни нездоровилось, и техническое руководство на космодроме осуществлял Б. Е. Черток. На этот раз аппарат вышел на опорную орбиту искусственного спутника Земли. Однако при запуске двигателей разгонного блока произошел отказ топливно-насосного агрегата, что привело к взрыву. Обломки станции более пяти дней находились на околоземной орбите.
Время торопило. Извечный бег планет не позволяет переносить расчетные сроки и предпринимать задуманное в удобные для Госкомиссии сроки. Природа отводила для старта лишь строго определенные даты и время суток с допуском, измеряемым секундами.
Через неделю запустили вторую станцию. На этот раз разгонный блок сработал успешно и перевел АМС на траекторию полета к Марсу. Удача? Увы, нет. Телеметрия показала, что начало падать давление в газовых баллонах с азотом системы ориентации станции. Благодаря принятым мерам все-таки удалось направить АМС к загадочной планете и поддерживать с ней связь в течение четырех месяцев. 21 марта 1963 года, на расстоянии 106 миллионов километров, контакт со станцией был потерян. По баллистическим расчетам, аппарат пролетел на расстоянии 197 000 километров от Марса, однако получить какую-либо информацию не удалось.