В 1964 году, после того, как американцы сообщили об успешном запуске тяжелой ракеты «Сатурн-1», руководство Советского Союза почувствовало, что преимущество в области космических технологий ускользает, и впервые всерьез рассмотрело вопрос об экспедиции на Луну. В принятом Постановлении № 655–268 «О работах по исследованию Луны и космического пространства» от 3 августа 1964 года главной задачей была заявлена высадка советского космонавта на поверхность Луны в 1967–1968 годах, к 50-летию Великой Октябрьской революции.

При этом осуществление программы облета Луны было поручено Владимиру Челомею, а вот проект «7К-9К-11К» поддержки не получил. Бюро Сергея Королёва внезапно оказалось на распутье.

После парного полета Валерия Быковского и Валентины Терешковой на Опытном заводе ОКБ-1 в Подлипках-Калининграде оставалось еще четыре «Востока», создаваемых на основании решения, принятого в феврале 1962 года. В этом документе, выхода которого Николай Петрович Каманин добивался около года, признавалось целесообразным продолжение экспериментов на кораблях «Восток» и ставилась задача разработать и утвердить план-график изготовления в первом полугодии 1963 года четырех кораблей и ракет для них. Кроме того, постановление предусматривало увеличение длительности полета человека на «Востоке» до 10 суток, а животных – до 30 суток.

Во исполнение этого решения Каманин сформировал группу космонавтов для подготовки к полетам на «Востоках» в 1963–1964 годах. Согласованная с Королёвым программа полетов предусматривала десятисуточный полет животных на рекордной орбите высотой 600–1000 км и три полета космонавтов по военно-исследовательским проектам. 26 июля 1963 года на заседании технического руководства главный конструктор высказал предложения по совершенствованию «Востоков»: установить запасной тормозной двигатель и систему мягкой посадки. Тогда же Королёв впервые высказал мысль о возможности полета в космос «пассажиров».

В начале декабря 1963 года Каманин сформировал экипажи для трех «Востоков», но только 23 января 1964 года Военный совет ВВС принял решение о начале подготовки пилотов Бориса Валентиновича Волынова, Евгения Васильевича Хрунова, Павла Ивановича Беляева, Алексея Архиповича Леонова, Владимира Михайловича Комарова и Георгия Тимофеевича Берегового. Последнего приняли в Отряд на том же совете и рекомендовали готовить по ускоренной программе. 30 января вся группа выехала в Киржач на парашютные прыжки.

Шел 1964 год, а утвержденной программы полетов «Востоков» так и не было. Их сборка на Опытном заводе № 88 затягивалась из-за выполнения более важных заказов. Кроме того, катастрофически не хватало финансирования. Да и политический эффект от новых полетов «Востоков» был бы не столь значимым, как в начале 1960-х годов, поэтому внимание к ним руководства страны заметно снизилось.

В этой сложной ситуации Сергею Королёву пришла оригинальная идея – сделать из одноместного корабля «Восток» трехместный! Он предложил проектантам во главе с Константином Феоктистовым проработать эту идею. Однако вначале те категорически отказались: пришлось бы ломать всю схему полета и посадки, а на это потребуется много времени. Тогда Королёв на очередном совещании пообещал выделить одно место в многоместном «Востоке», получившем наименование «Восход», для проектанта. И работа сразу же закипела.

Главный конструктор доложил о возможности осуществления полета трехместного корабля раньше американцев лично Никите Хрущёву и получил его полную поддержку, несмотря на то, что в докладе было отмечено: риск полета на трехместном «Восходе» больше, чем на одноместном «Востоке». Однако Хрущёв надеялся на большой политический эффект от полета трехместного корабля, что и использовал Королёв. Впоследствии такой ход конструктора вызывал горячие споры, ведь из-за работы над «Восходом» застопорились работы над кораблем следующего поколения – «Союзом». Королёв добивался быстрого тактического успеха, отодвинув стратегическую задачу, что, разумеется, не могло не сказаться на лунной программе.

4 февраля 1964 года Сергей Королёв получил распоряжение «сверху»: новых «Востоков» больше не строить, а те четыре корабля «3КА», которые находились на заводе, переоборудовать для полета трех космонавтов. 5 февраля на представлении проекта переделанного «Востока» представителям промышленности и ВВС главный конструктор объявил, что полет возможен уже весной 1964 года. Однако не все было так просто, и многие технические решения требовали испытаний.

13 марта собралась Военно-промышленная комиссия, которая поручила ВВС готовить экипаж в составе: космонавт, ученый и врач. Еще через месяц вышло правительственное постановление, в котором предписывалось в дополнение к четырем «Востокам», переделываемым в трехместные корабли, изготовить еще пять модернизированных кораблей для осуществления выхода в открытый космос. Трехместный корабль получил обозначение «3КВ», а корабль с возможностью выхода в открытый космос – «3КД». Испытательные полеты с животными на борту должны были предшествовать пилотируемым запускам.

Казалось бы, все организационные проблемы решены, но к середине июля выяснилось, что в первой половине августа старт не состоится: возникли серьезные проблемы с процедурой приземления. 9 июля спутник «Зенит-4» («Космос-34»), на котором испытывали систему мягкой посадки, опустился в Уральских горах и катился триста метров по крутому склону, и только после этого сработал двигатель мягкой посадки. Чтобы уберечь космонавтов от такого варианта приземления, специалисты предложили снабдить их… специальными шлемами. Королёв настаивал на решении проблемы другими способами, и к середине августа удалось накопить положительный опыт: из девяти приземлений три прошли со скоростью 7,5 м/с, а шесть со скоростью ниже 1,5 м/с.

21 августа Сергей Королёв доложил, что работа по кораблю «3КВ» близка к завершению. Однако возникли новые проблемы. Сначала вышла задержка с поставкой ракеты-носителя на полигон. Затем, 29 августа, в Феодосии при подвеске спускаемого аппарата к самолету для испытаний самопроизвольно открылся люк парашютного контейнера. Пришлось разбираться, а испытания отложить. 7 сентября при испытаниях тот же люк не раскрылся вообще, и спускаемый аппарат, упав с десяти километров, разбился. Тогда же из-за отказа двигателя центрального блока «А» ракета с очередным фоторазведчиком «Зенит-4» не ушла со старта, а ведь она была точно такой же, что и для запуска первого «Восхода». Потребовалось время, чтобы разобраться с этими проблемами.

В конце сентября Никита Сергеевич Хрущёв лично посетил полигон. Он осмотрел макет корабля «3КД», побеседовал с Юрием Гагариным, Павлом Беляевым и Алексеем Леоновым. Последний продемонстрировал руководителю государства вход в шлюз и выход из него в новом скафандре. Кроме того, Хрущёв наблюдал пять показательных пусков ракет Королёва, Челомея и Янгеля.

29 сентября выяснилось, что при наземной проверке беспилотного «Восхода» отказала бортовая телеметрия. Пуск отложили. Первый корабль («3КВ» № 2) стартовал только 6 октября 1964 года под обозначением «Космос-47». Вместо космонавтов на его борту были три манекена. Через сутки, на семнадцатом витке, корабль успешно приземлился в заданном районе между Кустанаем и Петропавловском при сильном ветре. Система мягкой посадки сработала штатно. Спускаемый аппарат коснулся земли практически с нулевой скоростью, но из-за ветра его протянуло на 160 м. Если бы на борту были космонавты, то они отстрелили бы парашюты вручную. Испытание корабля признали удачным.