Первая схема предусматривала осуществление экспедиции при помощи комплекса, полностью собранного на полярной монтажной трехсоткилометровой орбите. Блоки такого комплекса выводились тремя запусками РН Н1. Посадка на Луну и старт к Земле планировались по прямой схеме, без выхода на орбиту спутника Луны. Эта схема считалась основной, поэтому рассмотрим её подробнее.
Сначала одним запуском Н-1 на монтажную орбиту отправлялся комплекс, получивший индекс 19К. Он состоял из следующих элементов:
• пустой разгонной ступени;
• заправленной тормозной ступени;
• заправленной юстировочной двигательной установки с посадочно-взлётным устройством;
• заправленной стартовой ступени.
Суммарный вес выводимого на монтажную орбиту полезного груза составлял 73-75 тонн. Параметры монтажной орбиты выбирались заранее и должны были быть согласованы с датой старта к Луне.
Доставка на монтажную орбиту 125-128 тонн топлива для разгонной ступени осуществлялась с помощью двух танкеров-заправщиков 21К, предварительно выводимых Н1. На монтажной орбите осуществлялась стыковка космической ракеты с танкерами и её заправка, после чего носителем 11А511 на орбиту доставлялся экипаж на корабле 7К «Союз», и после его стыковки формировался весь комплекс Л3.
Собранная ступень стартовала в сторону Луны, после чего разгонный блок отделялся. Коррекции траектории осуществлялись двигателями тормозной ступени. Эта же ступень обеспечивала основное торможение всего комплекса для посадки на Луну. Но финальное торможение и посадка осуществлялись уже юстировочной посадочно-взлётной двигательной установкой. По завершению работ экипаж возвращался в корабль и стартовал к Земле. Возвращение на Землю планировалось в СА «Союза».
Отдельно отмечалось, что подобная схема позволяла ещё при первых пусках Н1 в качестве полезной нагрузки использовать танкеры с топливом, предназначенные для заправки 19К. В случае аварии можно будет продолжать их выведение с накоплением на рабочей орбите. Получалось, что запуск к Луне осуществим после трёх успешных пусков Н1. Неуспешные пуски могли только задержать сборку, но не остановить её. В схеме не было элементов, которые в случае аварии могли привести к необходимости сборки комплекса с нуля. Эта схема считалась самой надежной, так как многие элементы можно было проверить ещё на орбите Земли. Недостатком считалось только ограничение на даты старта к Луне.
Вторая схема предусматривала сборку на орбите спутника Луны. Она предусматривала использование двух запусков Н1 и одного носителя 11А511. Сначала на орбиту Луны при помощи Н1 отправлялся корабль возвращения. Затем второй Н1 на орбиту Земли доставлялась экспедиционная кабина. Далее при помощи «Союза» на неё доставлялся экипаж. После этого следовал полёт экспедиции к Луне и посадка на неё. После выполнения программы исследований – старт кабины с Луны, стыковка с кораблем возвращения, переход экипажа в спускаемый аппарат и возвращение его на Землю.
Плюсом данной схемы были несколько меньшие энергетические затраты. Недостатков было несколько. Во-первых, плохая «гибкость» на случай аварийных ситуаций. Во-вторых, необходимая для неё стыковка на орбите Луны считалась достаточно сложной для проверки и отработки операцией.
Третья схема подразумевала заправку на поверхности Луны и требовала трёх запусков Н1. Сначала двумя запусками Н1 на Луну доставлялось два посадочных аппарата с избыточным запасом топлива. Следующим запуском Н1 к Луне стартовала штатная экспедиция с экипажем в 2-3 человека. Сброс баков не предусматривался, планировалась их дозаправка оставленным на Луне топливом, после чего они превращались в стартовую ступень для полёта к Земле.
Преимуществом данной схемы считалась возможность старта к Луне в любое время. Недостатком – невозможность оперативного возвращения к Земле в произвольной точке траектории полёта, а, значит, и плохая гибкость на случай аварийных ситуаций. Возможность точной посадки кораблей в одном районе тоже была под сомнением.
Четвертая схема предполагала стыковку частей комплекса на двух орбитах: Земли и Луны. Сначала на монтажной орбите у Земли двумя пусками Н1 собирался комплекс массой 140 тонн, затем на него доставлялся экипаж при помощи «Союза». Далее комплекс выходил на орбиту Луны. Посадка на Луну осуществлялась в лёгкой кабине, корабль возвращения в это время оставался на орбите Луны. После завершения экспедиции происходил старт с Луны, затем стыковка с кораблем возвращения и полёт к Земле.
Недостатки четвёртой схемы были аналогичными недостаткам второй. Хотя нужно отметить, что именно она была ближе всего к той схеме, которую в США выбрали для проекта «Аполлон». Единственным и очень весомым отличием было то, что комплекс в 140 тонн у них не собирался на орбите, а отправлялся в космос при помощи запуска одной тяжёлой ракеты «Сатурн-5».
Таким образом, следует признать: проект российского сверхтяжа выглядит во всех отношениях продуманным и хорошо отвечает поставленной задаче. Он сможет демонстрировать российский флаг в космосе на рубежах, которые взялись покорять американцы. Это отличный проект, за который Роскосмос заслуживает наивысших похвал.
Особенно отличным его делает то, что у нас в стране нет своих задач для сверхтяжа, кроме одной — иметь его, если он будет у США. Так уж исторически сложилось, что у руководства отрасли, а вслед за ним — и страны в целом — нет понимания того, зачем может быть нужен сверхтяж вне престижных международных проектов. Соответственно, поскольку единственный просматривающийся заказчик нашего сверхтяжа — это NASA, участие в их проекте окололунной станции пока наш единственный реальный шанс вообще получить сверхтяжелую ракету.