Следующая задача, которую ставил перед собой Главный конструктор, состояла в полете космической станции на Луну. Она должна была совершить ее облет и при этом желательно сделать несколько снимков обратной стороны лунной поверхности. Затем летательный аппарат должен был приземлиться на лунную поверхность и сфотографировать ее пейзажи. В очередной раз ученые были ошеломлены, услышав смелые планы Королёва. Поверить в то, что можно изобрести летательный аппарат, который должен развить вторую космическую скорость, который сможет запечатлеть небесные тела без помех земной атмосферы, было сложно.
И программа изучения Луны и планет вскоре тоже начала принимать конкретные очертания. На базе носителя «Спутник» в ОКБ Королёва начали создавать трехступенчатую ракету-носитель «Восток», которая могла развивать эту самую космическую скорость – 11 тысяч метров в секунду, необходимую для достижения Луны, а также выносить на орбиту полезные грузы массой выше четырех с половиной тонн.
Вместе с лунной программой уже велась организация первого пилотируемого полета. Проектировщики уже придумали название спутнику, на котором полетит человек: «Космолет», «Звездолет». «А почему не «корабль»? – удивился Королёв, услышав эти названия. – Циолковский называл космические полеты космоплаванием. Плаванием. Корабли плавают по просторам рек, морей, океанов, опираясь на водную массу. Воздушные корабли плавают над Землей, опираясь на атмосферу. Нашему кораблю предстоит плавать в безопорном пространстве. Кстати, именно это условие накладывает свой отпечаток на то, каким ему быть». Послушав Главного, все сошлись на том, что «корабль» – действительно самое подходящее название.
Жизнь Королёва никогда не давала ему передышки, а теперь и вовсе закрутилась в сумасшедшем вихре: запуски ракет, подготовка к завоеванию Луны и конструирование космического корабля – все это требовало неусыпного контроля и труда. Но Королёв, да и все сотрудники ОКБ и завода, были рады такому ритму: все они хорошо знали и любили свое дело.
И. В. Курчатов, С. П. Королёв в перерыве между заседаниями XX съезда КПСС. Москва. 1959 г.
И вот 2 января 1959 года автоматическая станция «Луна-1» навсегда вышла из поля земного тяготения, стартовав в сторону естественного спутника Земли. Однако из-за какой-то неизвестной ошибки первый «лунник» пронесся рядом с Луной и вышел на околосолнечную орбиту, вместо того чтобы совершить посадку на Луне. Конечная цель не была достигнута, но аппаратура передала с борта станции уникальные данные о космическом пространстве и радиационном поясе Земли. Таким образом, первый эксперимент по достижению Луны не совсем удался, а вот трехступенчатая ракета-носитель «Восток» себя полностью оправдала. Но об этом будет рассказано отдельно, а пока вернемся к лунному проекту.
Около восьми месяцев потребовалось на то, чтобы устранить технические неполадки, из-за которых аппарат «Луна-1» пролетел мимо Луны. 12 сентября 1959 года был запущен второй советский «лунник», и он впервые в истории достиг поверхности Луны и доставил на нее вымпел СССР. А через месяц «Луна-3» впервые сфотографировала обратную сторону Луны. С этим событием связана одна интересная история.
Французский винодел Анри Мэр после запуска первого искусственного спутника Земли заключил с советским консулом пари на 1000 бутылок шампанского, состоящее в том, что, даже если спутники будут летать, никому никогда не удастся взглянуть на обратную сторону Луны. И когда в газетах по всему миру появились сделанные «Луной-3» фотографии, винодел признал себя побежденным и спросил, куда прислать проигранное им шампанское. И под Новый, 1960 год в Академию наук прибыла 1000 бутылок французского шампанского. Их раздали всем задействованным в производстве, в том числе и С. П. Королёву. Через 20 лет эта история была обнародована в газете «Комсомольская правда».
Полеты на Луну планировалось продолжить, и следующим этапом было приземлиться на ее поверхности. Никто еще не знал, какого типа у нее поверхность: твердая или состоит из слоя пыли, а от этого зависело передвижение по ней. От Королёва требовали точный ответ, в то время как никаких точных данных по этому поводу у него не было. Натиск был такой, что однажды, как всегда, полагаясь на интуицию, он сказал, что рассчитывать следует на достаточно твердый грунт типа пемзы. И как всегда предсказания Сергея Павловича подтвердились. Случилось это после смерти Королёва, в 1966 году, когда автоматическая станция «Луна-9» впервые в истории человечества осуществила посадку на Луну и прислала первые панорамы поверхности Луны. Оказалось, что спутник нашей планеты действительно твердый и не покрыт толстым слоем пыли.
Королёв не оставлял мыслей о необходимости популяризировать достижения космонавтики. Поэтому он обратился в ЦК КПСС с предложением установить на ВДНХ ряд экспонатов. Так в июне 1959 года Сергея Павловича назначили консультантом павильона «Космос» Академии наук СССР, который, едва начав функционировать, стал едва ли не главным центром притяжения всей выставки.
19 августа 1960 года был успешно запущен второй, усовершенствованный космический корабль-спутник, на борту которого на этот раз находились всемирно известные на сегодняшний день собаки Белка и Стрелка, а также крысы, мыши и насекомые. В космос отправились еще и растения, некоторые микробы, зерна злаков. На следующий день они приземлились, и это были первые в истории человечества живые существа, которые совершили космический полет и после этого благополучно возвратились на Землю.
Осенью этого же года в газете «Правда» под псевдонимом «Проф. К. Сергеев» была опубликована статья Королёва «Творчество, воодушевленное Октябрем». Особый акцент в ней был сделан на будущих пилотируемых космических полетах. Здесь же было рассказано об успешном путешествии собак Белки и Стрелки. «Но одной из самых главных задач, – в очередной раз повторил Сергей Павлович, – является осуществление полета человека в космос с исследовательскими целями».