Наконец, 8 августа 1969 года состоялся успешный старт ракеты-носителя УР-500К и космического корабля Л-1, названного «Зонд-7». Программа полёта корабля № 11 была выполнена полностью, хотя было зафиксировано нераскрытие остронаправленной антенны из-за защемления троса зачековки. В процессе полёта были сфотографированы Земля и Луна и выполнен управляемый спуск на территорию Советского Союза.

Надо отметить, что при подготовке корабля на космодроме для приобретения навыков в управлении в качестве операторов СА работали космонавты А.А. Леонов и О.Г. Макаров, готовившиеся к пилотируемому полёту с облётом Луны. Это был последний корабль в беспилотном варианте с манекенами на борту, на котором должны были быть проведены все доработки. На стартовом комплексе было введено полётное задание, запитаны бортовые пульты, сняты необходимые блокировки. Впервые спускаемый аппарат совершил управляемый спуск и мягкую посадку на расчётный полигон с высокой точностью.

На заседании Госкомиссии вновь был поднят вопрос о пилотируемом облёте Луны в апреле 1970 года.

23 сентября 1969 года следующую автоматическую межпланетную станцию Е-8–5 понесла к Луне ракета УР-500К. Но вновь не сработал разгонный блок конструкции ОКБ-1, и станция осталась на орбите «Космосом-300».

«Я уже более десяти раз видел пуски УР-500К, — писал в дневнике помощник главкома ВВС по космосу Н.П. Каманин. — Не все старты из виденных мною были удачными, но мне нравится эта ракета Челомея. Почти все неудачные пуски УР-500К не порочат конструкции ракеты и объясняются дефектами изготовления её двигателей и оборудования. Если бы ракета УР-500К была использована для запусков пилотируемых кораблей два-три года тому назад и если бы корабли Л-1 конструкции Мишина и его же разгонные блоки не оказались узким местом нашей лунной программы, то сегодня мы выглядели бы намного лучше и могли бы первыми облететь Луну…» [53].

21 февраля 1969 года состоялся столь долгожданный старт сверхдорогой ракеты Н-1. Увы, и он был неудачен: по ложной команде система КОРД выключила исправные ЖРД № 12 и 24 блока А. Ракета сошла со стартового стола в 12 часов 18 минут при 28 работающих двигателях из 30, в результате пожара одного из двигателей первой ступени полёт закончился на 69-й секунде и ракета упала в 52 километрах от старта. Столь же неудачными будут и три её последующих пуска. Проект ракетного комплекса Н-1, более десяти лет бывший важнейшей программой советской космонавтики, несмотря на многомиллиардные издержки, оказался несостоятельным.

На первой ступени ракеты Н-1 первоначально планировалось поставить 24 двигателя НК-33, но ввиду недобора необходимой мощности поставили 30 двигателей с тягой по 171 тонна-силе с удельным импульсом на уровне моря 297 секунд. И американские, и советские двигатели первой ступени были кислородно-керосиновыми. Советская ракета получалась сильнее — 5130 тонна-силы против 3455 тонна-силы, при удельном импульсе 297 секунд против 263 секунд и времени работы ступени 120 секунд против 150 секунд.

Второй пуск ракеты-носителя H1 с беспилотным кораблём 7К-Л1А/7К-Л1С (11Ф92) «Зонд-М» и макетом лунного посадочного корабля ЛК (11Ф94) комплекса Л3 был проведён 3 июля 1969 года и также закончился аварийно из-за ненормальной работы периферийного двигателя № 8 первой ступени. Ракета успела вертикально взлететь на 200 метров — и началось отключение двигателей. За 12 секунд были отключены все двигатели, кроме одного — № 18, этот единственный работающий двигатель начал разворачивать ракету вокруг поперечной оси. На 15-й секунде сработали пороховые двигатели системы аварийного спасения, раскрылись створки обтекателя и спускаемый аппарат, оторванный от носителя, успешно отделился, после чего носитель на 23-й секунде полёта плашмя упал на место старта. В результате крупнейшего в истории ракетостроения взрыва стартовый стол был сильно повреждён. По заключению аварийной комиссии, причиной аварии было разрушение насоса окислителя двигателя. На анализ результатов испытаний, дополнительные исследования, эксперименты и подготовку второй пусковой установки ушло два года.

Третий пуск ракетно-космического комплекса H1 — Л3 № 6Л был проведён 27 июня 1971 года с левого старта. Все 30 двигателей первой ступени вышли на режим в соответствии со штатной циклограммой и нормально функционировали до их выключения системой управления на 50-й секунде, но с начала полёта в результате возникшего нерасчётного момента по крену ракету развернуло вокруг продольной оси. Врезавшись в землю и взорвавшись в 16 километрах от стартового комплекса, ракета образовала воронку диаметром 45 метров и глубиной 15 метров.

Наиболее вероятной причиной этой аварии считается потеря управляемости по крену из-за неучтённых ранее дополнительных возмущающих моментов, возникающих за счёт несимметричного обтекания сопел камер сгорания периферийных двигателей. Для обеспечения эффективного управления по крену были введены новые более мощные органы управления на первой и второй ступенях ракеты. В сжатые сроки были созданы рулевые двигатели 11Д121, работающие на окислительном генераторном газе и горючем, которые отбирались от коллекторов основных двигателей.

Четвёртый пуск комплекса H1 — Л3 № 7Л был произведён 23 ноября 1972 года. Ракета претерпела значительные изменения, направленные на устранение недостатков. Управление полётом осуществляла бортовая ЭВМ по командам гироплатформы. В состав двигательных установок были введены рулевые двигатели. Измерительные системы доукомплектованы вновь созданной малогабаритной телеметрической аппаратурой. На ракете было установлено более тринадцати тысяч датчиков. Ракета пролетела без замечаний 107 секунд до высоты 40 километров, но за семь секунд до расчётного времени разделения первой и второй ступеней произошло практически мгновенное разрушение насоса окислителя двигателя №4, которое привело к ликвидации ракеты. Теоретически энергоресурсов ракеты было достаточно, чтобы преждевременно отделить первую ступень и обеспечить нужные параметры выведения за счёт работы верхних ступеней. Однако система управления не предусматривала такой возможности. В заключении комиссии вероятной причиной аварии носителя было названо возникновение внешнего возмущения. К пятому пуску комплекса H1 — Л3 № 8Л были разработаны и прошли все виды наземных испытаний многоресурсные двигатели (11Д111, ЦД112 и 11Д113) повышенной надёжности, установленные на ракету после огневых испытаний без переборки. Однако пятый пуск не состоялся, так как в декабре 1972 года США объявили о завершении своей «лунной программы» полётом космического корабля «Аполлон-17», и политический интерес к «лунной программе» в значительной степени был исчерпан. Эта мысль настойчиво проводилась, даже «продавливалась» большинством западных СМИ.

В июне 1974 года работы по комплексу H1 — Л3 были прекращены. Имеющийся задел был уничтожен, затраты списаны. В ценах 1970-х годов затраты составили свыше четырёх миллиардов рублей, но, по воспоминаниям бывшего работника ВПК В.И. Синельникова, комиссия оценила общие расходы на проект ОКБ-1 (ЦКБЭМ) в десять миллиардов рублей.

«…В том, что Советский Союз так безнадёжно отстал от США в пилотируемых космических полётах, виноваты, прежде всего, наша промышленность (Мишин, Тюлин, Афанасьев) и Академия наук (Келдыш), а “помогли” им в этом излишняя доверчивость и поверхностное руководство со стороны Устинова, Смирнова, Пашкова. Многие страницы моих дневников криком кричат об этом…» — сокрушался в своих записках человек, более чем искушённый в космических проблемах, — Герой Советского Союза, генерал-полковник авиации Н.П. Каманин [53].