По результатам работы САС и СП на 7К-Л1 были проведены доработки корабля «Союз».

20 февраля 1968 года было проведено заседание Госкомиссии по комплексу УР-500К — Л-1. Вёл заседание первый заместитель министра общего машиностроения Г.А. Тюлин. Основной доклад о причинах аварий на двух последних пусках УР-500К сделал В.Н. Челомей, вторым докладчиком был главный конструктор двигателей А.Д. Конопатов. Причина отказа двигателей в последнем пуске точно не установлена. Их эксплуатационная надёжность высокая, но тем не менее из семи пусков ракеты УР-500К с этими двигателями три были аварийными. Оба докладчика считают, что наиболее вероятной причиной отказа двигателей второй ступени УР-500К являются перегрев (до выхода двигателей на рабочий режим) и локальные взрывы топлива. Был предложен ряд доработок, гарантирующих устойчивый выход двигателей на заданный режим работы. Комиссия согласилась с намеченными мероприятиями и разрешила готовить очередной пуск.

Корабль 7К-Л1 № 6 (получивший в печати название автоматическая станция «Зонд-4») был запущен 2 марта 1968 года. Программой предусматривался полёт по эллиптической орбите с максимальным удалением от Земли на расстояние не менее 300 тысяч километров и возвращением на Землю СА по траектории управляемого спуска, при этом все бортовые системы должны были работать по программе, максимально приближенной к штатному облёту Луны. В течение семи суток бортовые системы в основном работали нормально и обеспечили полёт по заданной траектории и вход в атмосферу. Спуск из-за сбоев в системе ориентации осуществлялся по баллистической траектории; и в связи с посадкой вне территории СССР по настоянию Д.Ф. Устинова, Л.В. Смирнова, В.П. Мишина, К.А. Керимова, чтобы СА не попал в руки американцев, корабль был подорван системой аварийного подрыва объекта над Бискайским заливом. По работе бортовых систем были серьёзные замечания.

Перед стартом В.Н. Челомей, прибывший на Байконур вместе с В.П. Мишиным и В.П. Барминым 1 марта, попросил командование ВВС организовать ему съёмку ракеты: особенно его интересовала 126-я секунда полёта, когда от ракеты отделяется отработавшая первая ступень. Его беспокоили две последние аварии ракеты: он был не совсем уверен, что выявлены все её дефекты, и надеялся, что контроль с воздуха поможет обнаружить возможные локальные взрывы в процессе её подъёма. В.Н. Челомей вместе со своими баллистиками, в частности, сообщил Н.П. Каманину, что ракета УР-500К проходит звуковой барьер на 57-й секунде на высоте около 7250 метров. Н.П. Каманин приказал заместителю командующего ВВС ТуркВО Герою Советского Союза генерал-лейтенанту авиации С.Ф. Долгушину выделить для съёмки три самолёта: два Ан-12 и один Ту-124, натренировать экипажи и выполнить съёмку. Несмотря на плотную двухслойную облачность, съёмку удалось организовать со всех трёх машин. Правда, выполнена она была с большого расстояния — более 30 километров.

Одному из конструкторов «Протона», впоследствии заслуженному конструктору России Г.Д. Дермичеву В.Н. Челомей рекомендовал своими глазами понаблюдать за процессом отделения первой и моментом запуска двигателей второй ступени.

«Мне довелось участвовать в этих полётах, — вспоминал конструктор, — особенное впечатление произвело первое наблюдение. Пуск совершался днём, Ан-10 (Ан-10 и Ан-12 внешне очень схожи. — Н. Б.) летел на высоте около 11 км, а разделение ступеней происходит на высоте около 40 км, никаких атмосферных помех в этих условиях нет, в бинокль всё видно прекрасно. В момент запуска двигателей II ступени “Протона-К” происходил опережающий выброс окислителя, что на этих высотах приводило к образованию бурого облака с диаметром большим, чем общая длина ракеты. Далее это облако начинало подсвечиваться изнутри — полное впечатление, что произошёл взрыв и всё кончено. Спустя несколько секунд из этого облака с разных сторон появлялись уже разделённые ступени ракеты. Забыть это зрелище невозможно…» [35].

Заметим, что Ю.А. Гагарин, зачисленный в группу космонавтов для полёта на Луну с помощью готовившейся ракеты-носителя Н-1, живо интересовался программой облёта Луны кораблём 7К-Л1, запускаемым посредством ракеты-носителя УР-500К. Так, 28 февраля 1968 года он в последний раз в своей жизни прилетел на Байконур, чтобы присутствовать при старте, состоявшемся 2 марта. Позднее, 18 марта 1968 года, за девять дней до гибели, в ЦПК он организовал разбор состоявшегося полёта космического корабля «Зонд-4», где прозвучало два десятка докладов лётчиков-космонавтов и космонавтов-инженеров.

Следующий корабль 7К-Л1 № 7, запуск которого состоялся 23 апреля 1968 года, не был выведен на орбиту из-за прохождения команды «Авария системы автономного управления (САУ)» после сброса головного обтекателя по причине замыкания на корпус шин питания преобразователя из-за конструкторской ошибки. В результате в полёте произошёл сброс готовности спецвычислителя САУ, были отключены двигатели второй ступени. При этом системы аварийного спасения и приземления обеспечили нормальное возвращение СА на Землю.

Корабль 7К-Л1 № 8 лётных испытаний не проходил в связи с аварией головного блока 14 июля 1968 года прямо на стартовой позиции, когда погибли три человека. Причиной аварии явился взрыв бака окислителя блока Д. После аварии корабль 7К-Л1 с полуразрушенным головным обтекателем упал на несколько метров вниз и застрял на площадках фермы обслуживания, а бак горючего блока Д с пятью тоннами керосина и двумя ракетными двигателями УРМД СОЗ, заправленными горючим и окислителем, оторвался от фермы и упёрся в элементы третьей ступени ракеты УР-500К, баки которой находились под давлением. В момент разрушения бака окислителя блока Д на головном блоке находилось: пять тонн керосина в баке горючего блока Д; полторы тонны пороха в двигательной установке (ДУ САС), десятки килограммов других высокотоксичных и взрывоопасных веществ. По счастливой случайности ни одна жидкостная трубка не была нарушена и не произошёл взрыв, грозивший гибелью боевому расчёту, находившемуся на ферме обслуживания (в этот момент проводились сборка схемы и подключение коммуникаций после подвода фермы обслуживания).

Государственная аварийная комиссия (председатель — министр С.А. Афанасьев) поставила задачу: спасти старт и ракету-носитель. Для снятия со старта ракеты-носителя надо было снять головной блок, предварительно разрезав на куски головной обтекатель и солнечные батареи, и по возможности максимально слить компоненты топлива, отстыковать ДУ САС, пиропатроны.

Сложность аварийных работ усугубляли климатические условия, когда днём температура в тени достигала 45°С. Две недели шла самоотверженная работа инженеров, рабочих и военных, связанная с риском для жизни каждого, кто проводил работы на ферме обслуживания по демонтажу головного блока и сливу компонентов топлива. Для выполнения задачи было создано несколько рабочих групп. Одна группа должна была рассчитать центр масс полуразрушенной части головного блока, сконструировать траверсу с двумя бандажами, с помощью которой надо было поднять эту часть. Бригада монтажников предприятия «Стальконструкция» должна была доработать стартовый комплекс для установки специальной фермы с блоками, через которые с помощью двух лебёдок надо было поднимать (а потом опускать) головной блок и одновременно оттягивать в сторону, чтобы его можно было, не цепляясь за ферму, опустить на специальный трейлер, который стоял на нулевой отметке. Заводская бригада должна была разрезать головной обтекатель, отсоединить СБ, отключить в доступной зоне пиропатроны, слить компоненты топлива.