В 1958 году академики Сергей Королев и Мстислав Келдыш направили в ЦК КПСС письмо, в котором сформулировали два основных направления лунной программы: облет Луны со съемкой ее обратной стороны и столкновение со спутником Земли космического корабля.Последний пункт преследовал политическую и научную цели. Вызванный столкновением со спутником взрыв продемонстрирует астрономам всего мира, что советский корабль достиг Луны, а поднятое им облако пыли позволит спектрально проанализировать состав лунной поверхности при помощи земных телескопов.
Исходя из того, что космический корабль, даже будучи полностью заполнен взрывчаткой, не сможет вызвать мало-мальски заметного с Земли взрыва, академик Яков Зельдович предложил доставить на Луну и привести в действие ядерный заряд.
Физики рассчитали параметры бомбы, в ОКБ Королева изготовили макет корабля, но затем проект был закрыт. Согласно подсчетам Зельдовича, яркости и продолжительности атомной вспышки могло оказаться недостаточно для ее регистрации с Земли. Кроме того, существовал риск, что ядерный заряд пройдет мимо Луны и вернется на Землю.
Несмотря на заявление Хрущева, Советский Союз собирался первым высадить человека на Луне. Лунная группа в отряде космонавтов была создана в 1963 году, возглавил ее Юрий Гагарин. КБ Королева разработало проект разделяющегося лунного корабля: один модуль с космонавтом на борту должен был опуститься на спутник Земли, другой - тоже с космонавтом, - остаться на орбите.
К полету и прилунению готовились несколько пар космонавтов, основным экипажем был Алексей Леонов (командир) и Олег Макаров. Еще 10 человек готовились к пилотируемому облету Луны. Для занятий в Звездном городке был построен планетарий, с целью изучения звезд южного полушария космонавты ездили в Сомали.
Высадка первого в мире человека на Луну была запланирована на сентябрь 1968 года. Им должен был стать Алексей Леонов.
Первыми живыми существами с Земли, облетевшими вокруг Луны, стали черепахи на борту советского космического корабля "Зонд-5". Он был запущен 10 ноября 1968 года, через три дня обогнул Луну на расстоянии 1960 километров от ее поверхности, на обратном пути сфотографировал Землю с высоты 90 тысяч километров и приводнился в Индийском океане, из вод которого был выловлен научным судном.
Разработанный для высадки на Луну полужесткий скафандр "Кречет" космонавт не надевал на себя - он входил в него через люк на спине. Скафандр напоминал домик, к которому присоединялись гибкие рукава и мягкая нижняя часть. В лицевую часть кирасы был вмонтирован выпуклый иллюминатор, тонированный зеркальным золотом. На поясе скафандр имел обруч, позволяющий космонавту при падении перевернуться на живот и самостоятельно встать. Поскольку советской лунной программой предусматривалась одиночная высадка, помощи упавшему космонавту ждать было неоткуда.
Разница лунных температур (от -130 градусов в тени до +160 на солнце) компенсировалась контуром водяного охлаждения. Скафандр имел собственные системы регенерации воздуха, радиосвязи, телеметрии, подачи питьевой воды и удаления жидких отходов. Его оборудование обеспечивало рекордную - до 10 часов, - автономную работу человека на Луне.
Несмотря на то, что "Кречет" не пригодился по прямому назначению, он послужил основой для скафандров "Орлан", которые использует экипаж МКС во время выходов в открытый космос.
"Луноход-1" проработал на поверхности спутника Земли втрое больше запланированного ресурса, более 10 месяцев. Управляли им четыре человека: водитель, штурман, оператор остронаправленной антенны и командир экипажа, - из центра космической связи в Симферополе.
Несмотря на сложности управления: задержка сигнала доходила до 24 секунд, картинка на мониторах малокадрового телевидения обновлялась раз в четыре секунды, - 8 марта 1971 года луноход нарисовал колесами восьмерку на поверхности Луны.
"Луноход-1" проехал 10,5 километра, обследовал 80 тысяч квадратных метров лунной поверхности, передал на землю 211 панорам и 25 тысяч фотографий. Сменивший его в январе 1973 года "Луноход-2" за четыре месяца работы прошел 42 километра, передал на Землю 86 панорам и порядка 80 тысяч телекадров.
Шасси обоих луноходов разработал ленинградский ВНИИ транспортного машиностроения, основной профиль этого учреждения - создание ходовой части танков. Там же придумали шагающий планетоход для Марса, прыгающий для Фобоса и робота для очистки крыши разрушенного энергоблока Чернобыльской АЭС. Испытывали планетоходы в Средней Азии и на Камчатке, в зоне свежих извержений - на максимально сложном рельефе.