Вторую космическую скорость удалось развить с помощью ракеты «Мечта» (или «Лунник»), построенной на основе Р-7 с добавлением третьей ступени – блока Е, который был разработан всего за девять месяцев коллективом под руководством Семена Ариевича Косберга. 2 января 1959 года ракета вывела в межпланетное пространство космический аппарат Е-1, названный позднее «Луной-1». Он должен был попасть в Луну, но из-за ошибки промахнулся и вышел на гелиоцентрическую орбиту, став первой «искусственной планетой». Более успешным оказался запуск аппарата Е-1А, вошедшего в историю как «Луна-2» и врезавшегося в Луну 14 сентября 1959 года.
Начало освоения межпланетного пространства было положено, и весной того же года инженеры бюро Королева приступили к разработке проекта «Север» – трехместного корабля для облета Луны. Несмотря на то, что запуски первых «Востоков» помогли получить научно-технический задел для строительства будущих кораблей, сам проект «Север» развивался медленно. Нужно было менять концепцию, и в 1962 году в ответ на американскую лунную программу отдел Михаила Клавдиевича Тихонравова предложил космический комплекс, состоявший из кораблей 7К, 9К и 11К. Сначала на околоземную орбиту должен был выводиться корабль 9К (разгонный блок), затем к нему последовательно пристыковывались три или четыре корабля 11К (танкер) с горючим и окислителем. После заправки должен был стартовать 7К с экипажем, который, состыковавшись с разгонным блоком, превращался в корабль для облета Луны. Если все пять (или шесть) запусков проходили успешно, то пилотируемый корабль (массой 23 тонны) с помощью двигателя разгонного блока 9К переводился бы на межпланетную траекторию. Весь космический рейс не должен был занять больше семи-восьми суток.
Для того времени схема выглядела невероятно сложной, ведь на орбиту не летал еще ни один корабль с экипажем, не была отработана система стыковки, без которой осуществить проект попросту невозможно. Поэтому как предварительный этап была задумана программа 7K-Л1, получившая название «Союз». Космический корабль, разрабатываемый в рамках этой программы, предназначался для пилотируемого полета без выхода на селеноцентрическую орбиту – его предполагалось фактически «забросить» за Луну, подняв апогей на соответствующую высоту.
7 марта 1963 года Сергей Королев представил черновой проект нового ракетно-космического комплекса «Союз», который, в частности, включал в себя очередную модификацию ракеты-носителя Р-7 под названием «Союз» и космический корабль «Союз-A», предназначенный для рейсов на орбиту и облета Луны. Корабль планировалось оснастить системами сближения, стыковки и дозаправки во время полета.