1966年1月14日，一上午都在例會上與專家們探討技術問題的ОКБ-1設計局副總設計師瓦西裡.米辛（Василий Мишин），到了下午突然推掉了所以日程安排。直到這一天的午夜，他才在日記裡寫下了這樣幾句話：
16:00. Умер С.П. Королев.
（下午四點，科羅廖夫逝世）
18:00. ...по орг похорон С.П. Королева.
（下午六點，參加科羅廖夫的葬禮）
24:00. Никто не уходит — у всех печальный озабоченный вид.
（午夜12點，沒有一個人離開——每個人臉上都寫滿了哀傷和憂慮）
從這短短的幾行字裡，人們依稀能感受到當年科羅廖夫的死訊在整個設計局所引起的震動。作為ОКБ-1設計局乃至整個蘇聯航天事業的靈魂人物，科羅廖夫的驟然離世，為尚在艱難中前行的探月工程蒙上了一層陰影。就在離世前的幾個月，科羅廖夫還在為事故頻發的E-6月球探測器計劃而奔波，他不光要親自對火箭與探測器設計圖紙進行全面檢查，還要應付由蘇聯科學院對E-6計劃的全面審查和評估（由克爾德什主導），甚至要親赴莫斯科向蘇聯高層為多次任務失敗進行解釋。同時還要分出精力繼續推進計劃中的載人登月項目。巨大的工作壓力終於耗盡了這位航天巨匠最後的精力。
一、來自拉沃契金設計局的協助
科羅廖夫去世後不久，米辛成為ОКБ-1設計局新一任掌舵人，首先擺在他面前的就是陷入僵局的探月與載人登月計劃——這是科羅廖夫的遺志，更是設計局此時必須繼續下去的偉大工程。而這其中，屢遭失敗的E-6月球探測器項目最讓人頭疼。馬克西莫夫長官的探月組已經力不從心，好在科羅廖夫去世之前就為E-6尋找到了一線生機。
首先對最新研製、但在數次E-6發射時事故頻發的8K78“閃電”（Молния）型運載火箭（與8K72E一樣發展自R-7型火箭）進行一系列改進，重點改善新增的第四級火箭的安全性（採用ОКБ-1設計局自己研製的 11Д33 型火箭發動機）。改良後的火箭被命名為8K78M型。
其次，對E-6研製項目本身進行重大調整。早在1964年 E-6.5號探月器發射失敗之際，科羅廖夫就開始尋求其他設計局的幫助。最終他把目光投向了第301試驗設計局（ОКБ-301），這個設計局還有一個如雷貫耳的名字：拉沃契金設計局（Научно-производственное объединение имени С. А. Лавочкина）。提到這個名字，熟悉二戰史的朋友絕不會陌生。二戰期間著名的拉-5，拉-7戰鬥機就出自拉沃契金設計局，曾是很多蘇聯王牌飛行員的座機。但到了噴氣時代，受到來自米高揚和蘇霍伊等設計局強大的競爭壓力，設計局在飛機製造領域開始走向沒落。直到1960年原總設計師謝苗?拉沃契金（Семён Лавочкин）去世後，ОКБ-301設計局進行重組，開始涉足航天器設計與製造。不過在這一時期，剛剛開始轉型的ОКБ-301曾短暫並入切洛梅麾下的ОКБ-52設計局，成為其下屬的第5局。直到科羅廖夫登門求助，這種寄人籬下的日子才算結束。
因月球-9號與10號的成功，國際航空聯合會（FAI）主席弗拉季米爾?科基納基（Владимир Коккинаки）授予巴巴金榮譽證書
正是看中了原ОКБ-301強大的設計能力，科羅廖夫希望將手中的E-6項目交由它來接手。此時負責第5局具體事務的是ОКБ-301原副總設計師格裡高利?巴巴金（Георгий Бабакин），科羅廖夫的意願很快得到他的積極響應。1965年4月科羅廖夫更是親自訪問第5局，將E-6的設計資料全部移交給巴巴金。如獲至寶的巴巴金立刻在科羅廖夫的協助下將第5局從ОКБ-52設計局獨立出去，正式更名為後人熟知的“拉沃契金設計局”。巴巴金本人更是直接升任設計局總設計師，並開始組織隊伍對E-6型進行重新設計。科羅廖夫這種類似“挖牆腳”的行為令執掌ОКБ-52設計局的切洛梅非常不悅，這也成為後者日後不斷杯葛ОКБ-1設計局的誘因之一。
1965年秋，巴巴金就基本完成新型E-6探測器的設計工作，並命名為E-6М。與舊版本的E-6型一樣，E-6М依然採用“飛行單元”與“自動月球站”結合的模式，但在儀器艙與動力艙的設計上更加優化，巴巴金為其採用第二試驗設計局改良的KТДУ-5А型發動機作為探測器主要動力。同時配備了更輕更高效的探測儀器。並對登陸艙外部的保護氣囊進行修改，將其啟動充氣時間延後到製動火箭點火之後，進一步保證登陸器安全。由於探測器表面已沒有空間安裝太陽能電池板，E-6M與E-6一樣在飛行單元以及登陸器艙內安裝內置電池組提供電力。
不得不承認，科羅廖夫在去世前完成的這兩項工作，對日後ОКБ-1設計局能夠成功實現探月器軟著陸與繞月飛行至關重要。雖然他的驟然離世一定程度上打亂了設計局原有的部署，但新型E-6M探月器的發射工作還是迅速地進入倒計時。
二、第一次軟著陸
1966年1月31日，在科羅廖夫逝世僅兩周後，被命名為“月球-9”號的新型E-6M探月器在8K78M火箭強大的推力下離開地球，順利進入奔月軌道。在飛行到距離月球233000km時，“月球-9”號成功完成軌道修正機動（即將製動火箭朝向月球）。兩天以後，在到達月表上空8300km時月球-9號開始垂直降落，地面指揮中心的工作人員屏住呼吸，目不轉睛地注視著螢幕上不斷降低的高度值。7000km...6500km...6000km...,直到下降至距月面75km時，製動火箭點火啟動，探測器下降速度開始減慢。又經歷了48秒的等待，“月球-9”號在距月面僅480米時，下降速度降為零。在探測器靜止的這個瞬間，被充氣氣囊包裹著的登陸器被以14m/s的速度拋出，同時燃料耗盡的探測器飛行單元也隨之撞向月面。
之後月球-9號的信號暫時消失了，登陸器在進行拋登陸氣囊，以及器材展開等動作時，地面接收不到任何資訊，工作人員只能等待。又經歷了提心吊膽的4分鐘後，一段微弱的嗡嗡聲傳到了地指中心控制室——是登陸器發來的信號！“烏拉！”，現場的工作人員立刻陷入狂歡中，自“探測器-3號”成功以來，他們已經有一年多時間未接收到來自月球的好消息。經過進一步測算，登陸器降落在位於月球風暴洋（Oceanus Procellarum）內的卡瓦列裡環形山（Cavalerius）東北約60公里處。這是一片視野開闊的平原，非常利於對拍攝工作。這是人類首次實現探測器在月球表面的軟著陸，也是人類首次將人造探測器送至地外天體表面。其開創性的意義不言而喻。
當然，此時還遠未到舉杯慶賀的時候，接下來的任務意義更為深遠。到了第二天凌晨，登陸器的拍攝系統開始啟動，攝影頭從登陸器體內伸了出來，借助旁邊三座三棱反射鏡面對附近的月貌進行全景拍攝，當天下午開始向地面傳回圖片信號。
令蘇聯感到尷尬的是，月球-9號傳回的圖片信號最先是被一直以來密切關注蘇聯探月動向的英國喬德雷爾?班克天文台（Jodrell Bank Observatory）接收並解析出來。當年月球-2號成功實現硬著陸的消息也是這個天文台最先探知並對外發布的。當解析出來的圖片徐徐展現在英國天文學家眼前時，他們無一不感到震驚：月面上的岩石和巨礫，以及遠處的撞擊坑清晰可見，黑暗中的這一片荒涼景象，讓人恍若身臨其境一般。
在還未知會蘇聯方面的情況下，英國人就迫不及待地將這張珍貴的月貌寫真登報發布。這種形同竊取的行為令蘇聯方面惱怒不已，為此還引起了兩國間的一場外交風波。不過通過英國方面的搶先報導，已經開始“阿波羅”計劃的美國再次意識到：在與蘇聯的這場競逐中，自己又落敗了。
1966年12月21日，在月球-9號獲得成功的將近一年後，被命名為月球-13號的新一款E-6M探月器發射升空，並於24日成功登陸月球。與月球-9號不同的是，13號搭載的登陸器增設了兩台機械臂，在末端分別安裝有機械式土壤儀和異塵餘生密度儀。前者可插入月表下約4.5cm，對月球土壤的密度與成分進行測量——最終測量結果顯示，月壤與中等密度的地球土壤非常接近。而後者則用於測量月球表面的異塵餘生——而結果也表明，人類可以承受月球表面的異塵餘生。
而在月球-13號獲得成功前的一年時間裡，巴巴金又在E-6M的基礎上推出了用於繞月飛行及拍攝的E-6C與Е-6ЛФ型，和用於測試無線電通訊的Е-6ЛС型，這三種型號實際上就是直接利用原E-6M的飛行單元，搭載專門設計的小型航天器。這其中“月球-10”號和Е-6ЛФ.102在月球-13號發射前取得成功。
三、為了載人登月
先是成功實現月表軟著陸，接著完成繞月飛行任務，並在之後的軟著陸任務中借助儀器測試月表環境——明眼人都能看出：蘇聯這一系列的探月任務都是在為計劃中更為龐大的載人登月做準備。實際上，此時蘇聯的探月工程除了部分用於單純的科學研究之外，幾乎成為了科羅廖夫設想中的載人登月計劃的一部分。
1967年4月7日，屬於Е-6ЛФ型的月球-14號發射成功，E-6系列探測器就此完成所有任務。而美國NASA用於執行與E-6幾乎同樣任務的勘探者系列（Surveyor）隻成功完成兩次發射任務，計劃中的“阿波羅”登月計劃也剛剛遭遇了一次慘痛失敗（即阿波羅-1號，三名航天員殞命於指令艙火災）。
在這場探月/登月角逐中，蘇聯毫無疑問仍然處於領先地位。如果此時有人拋出：“蘇聯將領先美國率先登月”這種言論，無論是美蘇哪一方的看客，都不會感到奇怪。科羅廖夫在生前就曾對同僚們信心百倍的說過：
“В год пятидесятилетия Советской власти советский человек будет на Луне!”
“在蘇聯成立50周年（即1972年）之際，蘇聯將成功登陸月球！”
然而天意弄人。此時蘇聯航天隊伍內部的問題要遠大於美國，在科羅廖夫時代原本被堅定貫徹的探月/登月計劃，此時卻受困於高層目標不明，部門利益傾軋，用人不當等諸多制度性問題。而最大的問題還是出在新任ОКБ-1設計局總設計師米辛的身上。作為一名兢兢業業的技術人員，米辛並不具有科羅廖夫那樣統籌兼顧，眼光敏銳的長官力。從馬克西莫夫和巴巴金，到加加林和列昂諾夫，幾乎所有參與探月/登月計劃的人，都對其頗有微詞。而曾任蘇聯國防科技委員會第一副主席的格裡高利?秋寧（Георгий Тюлин）更是極為惡毒的評價他：
“Глупый индюк. Гонору у него в пять раз больше, чем было у Королёва, а уменья — в десять раз меньше”
（這隻愚蠢的火雞，沽名釣譽的功夫強過科羅廖夫5倍，能力卻低了不止10倍！）
這些內部的不利因素正在將蘇聯整個探月/登月項目推向失敗的邊緣。不過此時，ОКБ-1設計局和拉沃契金設計局依然在為接下來的探月任務奔忙。在E-6完成使命後，根據科羅廖夫當年的規劃，拉沃契金開始研製第三代探月器，主要任務包括：月球采樣器（包括將采樣標本送回地球），軌道器和月球車，這一系列的探月器被命名為E-8系列。不過此時ОКБ-1設計局所有的精力都集中在載人登月項目上，在早期的第一代與第二代探月器任務完成後，拉沃契金設計局新一代探月器的研製工作只得為載人登月計劃讓路了。
從1968年起，原本由登月組負責研製的三款無人飛船則被臨時借調過來用於探月。這三款飛船分別名為探測器-5/6/7號，雖然與先前的探測器-3同名，但卻完全不是一種型號，先前的是用於探索近地行星的小型探測器，而後三者則屬於聯盟7K-Л1(Союз 7К-Л1)型飛船，是蘇聯版載人登月計劃中的一款用於無人測試的飛船。但從外形上看，該型飛船實際就是一款去掉軌道艙的聯盟7K型飛船。
1968年9月15日，新型的“質子”型火箭搭載著探測器-5號成功升空。在升空67分鐘後成功進入奔月軌道。技術人員在飛船的返回艙內還放置了2隻小海龜，2隻果蠅和蚯蚓以及237枚蒼蠅卵，用於測試繞月飛行時的艙內環境。9月19日凌晨，探測器-5號成功進入距離月球1950km的繞月軌道。
9月21日，探測器-5號的返回艙成功在太平洋濺落，成為世界上第一個成功回收的月球探測器。守候在附近海域的蘇聯海軍艦船迅速將其打撈上來，並轉移到一艘蘇聯貨船內裝運回國。技術人員欣喜的發現，搭乘探測器-5號的兩隻小海龜安然無恙，237枚蒼蠅卵中甚至有一些已經開始孵化。這極大證明了聯盟7K飛船完全可以安全地將人類運送到繞月軌道並安全返回。
同年11月10日，同型號的“探測器-6”號成功發射，此次任務與“探測器-5”幾乎一致，同樣進行無人繞月飛行，同樣裝載了海龜等動物用於測試，但聯盟7K-Л1本身的設計問題在返回地球的時候暴露無疑，首先是高增益天線未能成功分離，接著返回艙的密封圈意外脫離，導致艙內失壓，返回艙內的動物立即死亡。然後在幾千米的高空，返回艙的著陸製動火箭被提前啟動，並提前拋離降落傘具，返回艙立刻像一枚子彈一樣筆直的撞向地面。如果艙內載有航天員，後果將不堪設想！
四、亡羊補牢
而僅僅1個月以後的12月21日，蘇聯人就得到一個令他們震驚不已的消息，美國的阿波羅-8號載著三名航天員成功發射！在飛行了69小時後，阿波羅-8號成功進入繞月軌道，航天員威廉?安德斯（William Anders）透著舷窗拍下了那張著名的“地出”照片。12月27日三名航天員成功返回地面。
左為1968年11月14日蘇聯探測器-6號在繞月軌道拍攝到的地球影像，右為同年12月24日阿波羅-8航天員安德斯拍攝的著名的“地出”（Earthrise）畫面。
蘇聯怎麽也沒有想到，之前還跟在蘇聯的E系列探測器蹣跚學步的美國，居然能在這一時刻將航天員直接送上繞月軌道！
剛剛遭遇探測器-6號失利的蘇聯人，在面對美國迅猛追趕的步伐時，從國防科技委員會到ОКБ-1設計局都開始對登月計劃產生動搖，這在科羅廖夫時代是不能想象的。蘇聯開始意識到，此時要追上美國人載人登月的步伐已經十分困難。而在此後的1969到1972年間，計劃中為登月飛船提供動力的N1型大推力運載火箭連續四次試射失敗，又再一次沉重了打擊蘇聯載人登月的信心，直至蘇共中央正式取消了載人登月計劃。
載人登月計劃取消了，原來的探月計劃卻還在繼續。事實上，為了在與美國競逐載人登月落敗後挽回一些作為超級大國的顏面，蘇聯責成ОКБ-1設計局將原來載人登月組的資源合並到拉沃契金設計局內，繼續著E-8系列采樣器和月球車的研製工作。
1969年7月20日，在萬眾矚目中，美國航天員阿姆斯特朗從阿波羅-11號登月艙的懸梯上緩緩走下，雙腳穩穩地踩在了月球的土地上。這一刻成就了美國航天事業新的輝煌。阿波羅-11號登月的地點位於月球正面東部的靜海（Mare Tranquillitatis）區域內。而就在第二天，蘇聯的“月球-15”號（луна-16）月球采樣器在距離靜海不遠的危海（Mare Crisium）區域墜毀，任務隨即宣告失敗，只在月球上留下一塊殘缺的身軀與一道孤獨的背影。
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