Предлагалось вывести аппарат на монтажную орбиту, на которой трасса полёта раз в сутки проходила бы через точку старта. Это позволяло запускать на орбиту раз в сутки специальные ракетные блоки, с которыми пилот-монтажник на борту «Востока» состыковывался бы и далее собирал их в специальный «ракетный поезд». По предположению Королёва, подобная схема могла быть полезна при создании орбитальных станций, более совершенных кораблей-спутников, спутников-перехватчиков и при выведении аппаратов на геостационарную орбиту.
Ну и конечно «создание космического корабля с человеком на борту для облёта Луны и для дальних полётов в ближайшей зоне космического пространства».
Идею приняли, и 16 апреля 1962 года вышло постановление о разработке предэскизного проекта системы сборки на орбите.
Уже в августе удалось подтвердить одну из ключевых технологий, заложенных в идею. С промежутком в один день, 11 и 12 августа 1962 года, с одной стартовой площадки аналогичными ракетами в космос запустили корабли-спутники «Восток-3» и «Восток-4», пилотируемые лётчиками-космонавтами Андрианом Николаевым и Павлом Поповичем.
Это были «штатные» «Востоки», не обладавшие системами коррекции траектории, но возможность запуска с нужной точностью они подтвердили. Корабли без каких-либо коррекций, только за счёт точного выведения сблизились друг с другом до расстояния в 67 км. Космонавты визуально наблюдали корабли друг друга и общались по радиосвязи. 15 августа с разницей в шесть минут модули совершили посадку в одном и том же районе. Возможность выводить аппараты на монтажную орбиту подтвердилась!
В апреле 1962 года в Институте прикладной математики был закончен отчёт, посвящённый облёту Луны. В нём не только изучался сам облёт с оценкой возможных траекторий, но и рассматривались траектории возвращения с торможением в атмосфере Земли. Это была одна из ключевых проблем миссии. Скорости при возвращении от Луны куда выше орбитальных, а это означает большие перегрузки или требует более пологой траектории торможения, длиной в тысячи километров, при очень небольших возможных отклонениях. Скоро стало понятно, что необходим спускаемый аппарат с высокими аэродинамическими качествами и с возможностью управления траекторией. С учётом требований по компоновке в ОКБ-1 выбрали форму спускаемого аппарата типа «фара».
К июню 1963 года эскизный проект системы, получившей шифр «Союз», был не только закончен ОКБ-1, но также рассмотрен и одобрен комиссией под руководством Келдыша.
23 сентября 1963 года Королёвым был утверждён план по исследованию и освоению Луны на базе этого варианта.
От раннего варианта на «Востоке» он отличался достаточно сильно. В рамках данного проекта планировали создать три разных типа космических аппаратов. Пилотируемый корабль нового поколения получил индекс 7К, разгонный блок 9К, танкеры-заправщики 11К. Масса объектов при выведении составляла порядка 57006100 кг.
Выводить их планировали при помощи трёхступенчатого варианта 8К78, получившего индекс 11А57, а после модификаций 11А511.
Сборка для старта к Луне выглядела следующим образом. Первым на монтажную орбиту выводился объект 9К. По сути, это был пустой разгонный блок, оснащённый дополнительным приборным отсеком со сближающе-корректирующим двигателем (Рис. 3). Затем, через сутки, к нему отправляли танкер 11К. После стыковки танкер должен перекачать топливо в разгонный блок, затем отстыковаться и сойти с орбиты. За один раз танкер доставляет 4155 кг компонента топлива, для полной заправки нужны запуски четырёх танкеров. Соответственно, общая масса заправляемого топлива составила бы порядка 16,6 тонны.
По завершении заправки к разгонному блоку должен стартовать пилотируемый корабль «Союз7К». После его стыковки и сброса с 9К навесного отсека вся система была бы готова для старта к Луне.
Проект пилотируемого облёта Луны в ОКБ-1 проходил под индексом «Л1». Общая масса комплекса «Л1» на орбите Земли составила 24,2 тонны. Всего, как можно видеть, для выведения всего комплекса требовалось шесть запусков 11А57. Стыковка на каждом этапе планировалась при помощи автоматической системы, которую ещё нужно было разработать. По воспоминаниям видно, что Сергей Павлович Королёв считал эту систему ключевой и приложил к началу её разработки особенно много сил.
Схема выглядит очень сложной, но она действительно позволяла отработать ключевые элементы корабля. Еще один плюс стал понятен позже. Когда проект пилотируемого полёта к Луне вновь появился в планах, он стал основываться именно на модификациях данного корабля 7К-«Союз», так как именно этот пилотируемый корабль нового поколения в разработке зашел дальше всего.