Чтобы космонавтам было легче переносить длительное пребывание в космическом пространстве, часть объёма модуля 'Берилл' выделили под оранжерею, в дополнение к модулям 'Природа' и 'Биосфера'. Части для оранжереи в разобранном виде были доставлены на борт станции грузовым кораблём ТКС уже 25 мая 1964 г. Эта оранжерея использовала другую концепцию гидропоники — корневая система растений выращивалась на листах пористого картона, повешенных на растяжках. К листам капиллярными трубками подавалась вода, содержащая питательные вещества. Освещение обеспечивалось светодиодами со строго определённой длиной волны излучаемого света. На Земле такие теплицы только начали использовать, и космические биологи, заинтересовавшись новой концепцией, решили опробовать её в космосе. Космонавты собрали оранжерею к 28 мая, а с 29 по 31 мая занимались высадкой рассады, как доставленной на борту ТКС, так и выращенной в модулях 'Природа' и 'Биосфера' на борту станции.
Помимо этого, экипаж проводил запланированные астрофизические, технологические и биологические эксперименты, вёл съёмку наиболее интересных военным оборонных объектов вероятного противника, продолжал спектрозональную съёмку земной поверхности.
Кроме постоянного экипажа, на станции побывали две экспедиции посещения, с международными экипажами. После окончания первого этапа программы 'Интеркосмос', получившегося столь 'бурным' преимущественно по политико-идеологическим соображениям, наступил недолгий период некоторого 'отрезвления'.
Подготовка космонавта была делом дорогостоящим, поэтому в полётах второго этапа 'Интеркосмос' участники решили задействовать уже подготовленные экипажи. Как и предполагал Никита Сергеевич, и Ульбрихт, и Василь Биляк, курировавший космическое сотрудничество со стороны Чехословакии (АИ), высказали немалую заинтересованность в участии в программе лунных полётов, дав согласие на ответное технологическое участие в разработке техники для освоения лунных ресурсов. Хрущёв по этому поводу в ходе обсуждения выразился предельно конкретно:
— Лунный пирог, товарищи, слишком велик, чтобы Советский Союз сумел прожевать его в одиночку, да и не поделиться с союзниками было бы не по-товарищески. Наше сотрудничество с США по программе полётов к Луне имеет, в общем и целом, демонстрационно-политический характер. Оно держится исключительно на заинтересованности президента Кеннеди и нашем ответном желании переключиться с гонки вооружений на мирное совместное освоение космоса. Вся наша совместная с США лунная программа висит на тонкой ниточке и может рухнуть в любой момент из-за любого безответственного шага американских политиков. Даже если она будет продолжена и завершится совместной высадкой на Луне, у нас есть обоснованные сомнения в том, что эта высадка станет чем-то большим, чем просто политической декларацией, то есть, говоря по-простому, показухой. Дальнейшее освоение Луны и планет Солнечной системы мы всё же рассчитываем вести вместе с коллегами из социалистических стран.
Летом и осенью 1964 г на орбитальной станции побывали две экспедиции посещения. Алексей Губарев, Петр Колодин и польский космонавт Анджей Абламович — экипаж 'Союза-23' — работали на станции в период с 21 по 30 июля. Евгений Хрунов, Владислав Гуляев и югослав Боян Савник составили экипаж 'Союза-24', работавший на ОС с 7 по 24 сентября. Как и в нескольких предыдущих полётах командиром экипажа назначали космонавта из 1 отряда, уже имевшего опыт космического полёта, бортинженера брали из второго отряда, но в международных экспедициях участвовали космонавты исследователи из дружественных стран, уже тоже имевшие опыт космического полёта.
Во время пребывания на станции экипажи экспедиций посещения проводили технологические и медико-биологические эксперименты согласно программе полёта, а также спектрозональную съёмку территорий Польши и Югославии в интересах народного хозяйства стран-партнёров.
В это время экипаж 'Союза-25' — Валерий Быковский и Олег Макаров заканчивали подготовку к первому в истории пилотируемому облёту Луны. Для Быковского этот старт был уже третьим, для Олега Макарова — вторым, причём Валерий Фёдорович стал первым советским космонавтом, совершившим три космических полёта. (АИ)
Для этого полёта корабль 7К-ЛОК в сравнении с первоначальным вариантом существенно модернизировали. Изменений в конструкции было множество. Модульный принцип построения 'Союза' из отдельных отсеков давал достаточно возможностей для улучшения конструкции. Основными отличиями от уже летавших в варианте 7К-ЛОК 'Союза-1', 'Союза-2' и 'Союза-14' (АИ) были электрохимический генератор — по сути, мощный топливный элемент, снабжавший корабль электроэнергией в дополнение к солнечным батареям (АИ, реальный 7К-ЛОК солнечных батарей не имел), увеличенный орбитальный отсек был оснащён собственными солнечными батареями и оборудован полноценным пультом управления и складным креслом — для упрощения стыковки вручную. Также на 'Союзе-25' стояла значительно более мощная БЦВМ УМ-1НХ. Она была установлена в спускаемом аппарате. ЭВМ была весьма габаритной — 800х500х300 мм (в реальной истории 880х535х330 мм) и занимала место третьего космонавта. Зато она работала под управлением намного более совершенной программы и могла в полностью автоматическом режиме доставить экипаж до Луны и обратно на Землю, в том случае, если бы люди по какой-либо причине утратили возможность управлять кораблём вручную или потеряли связь с ЦУПом.
Модернизация корабля не ограничивалась этими изменениями. Даже сама компоновка его отличалась. Помимо приборно-агрегатного отсека 7К-ЛОК имел отдельные необитаемые отсеки: энергоотсек с электрохимическим генератором и аккумуляторами, ракетный блок 'И' с более мощными, чем у обычного 'Союза' двигателями и с большим запасом топлива, а также блок двигателей ориентации комплекса, основная часть которого располагалась спереди, на орбитальном отсеке вокруг стыковочного узла, а двигатели располагались как спереди, так и сзади на корпусе отсеков. На боковом люке орбитального отсека в этом полёте был установлен фотоотсек диаметром 1,3 метра, с 428-мм иллюминатором, закрываемым от боковых солнечных лучей блендой, за которым располагалась фотоустановка МКФ-6 для спектрозональной съёмки и телекамера высокой чёткости. (Много фотографий и картинок, в т.ч. внутреннего устройства корабля http://www.astronautix.com/s/soyuz7k-lok.html)
11 октября 1964 года ракета 'Союз-2.3' вывела космический корабль 'Союз-25' на переходную орбиту для стыковки с орбитальной станцией. Стыковка состоялась на 13 витке, после того, как космонавты отдохнули, выспались и избавились от симптомов 'космической болезни'.
В сообщении ТАСС ничего не сообщалось о планируемом полёте к Луне. Было объявлено лишь о старте очередного экипажа и успешной стыковке с орбитальной станцией.
— Так мы подстрахуемся на случай возможной неудачи, — объяснил в Президиуме ЦК предельно сдержанный тон подготовленного Александром Юльевичем Ишлинским текста официального сообщения Сергей Павлович. — На случай, если вывод разгонного блока окажется аварийным, или корабль не сможет с ним состыковаться, представим полёт как обычную экспедицию посещения.
12 октября ракетой 'Днепр-1.7' был выведен на орбиту разгонный блок 9КМ — модернизированная версия предыдущего 9К — почти три десятка тонн гидразина и тетрафторгидразина, которые должны были разогнать корабль по траектории полёта к Луне. Основная идея Глушко — космонавты стартуют отдельно от разгонного блока с ядовитым топливом — сработала, как и задумывалось. 12 и 13 октября разгонный блок маневрировал по орбите, чтобы сблизиться с орбитальной станцией.
Космонавты на орбитальной станции в это время раз за разом тщательно проверяли корабль, прогоняя один за другим циклы различных проверок, как в автоматическом, так и в полуавтоматическом режиме. Установленная на 'Союзе-25' ЭВМ УМ-1НХ была намного совершеннее и мощнее стандартной БЦВМ УМ-1К, устанавливавшейся на кораблях 'Союз' (АИ, в реальной истории БЦВМ 'Аргон-11с' появилась в 1968 г на беспилотных кораблях 'Зонд-5, -6, -7, -8' и 'Аргон-16' на 'Союзах' с 1972 г). На Земле УМ-1НХ использовалась для управления целыми цехами и производственными комплексами.
14 октября 'Союз-25' отстыковался от орбитальной станции и после нескольких тщательно рассчитанных маневров состыковался с разгонным блоком. Последовала ещё одна серия многократных проверок, занявшая несколько часов. Наконец, в ЦУПе приняли долгожданный доклад командира экипажа Валерия Фёдоровича Быковского:
— Заря-1, это Ястреб-1, к полёту готовы. Цикл проверок завершён успешно, матчасть исправна.
— Ястребы, я — Заря-1. Даю разрешение начать выполнение основной программы полёта.
— Принято, Заря-1, — Быковский перекинул несколько переключателей на пульте управления ЭВМ и нажал кнопку выполнения программы.
У многопусковой схемы полёта был недостаток, причинявший космонавтам существенное неудобство при разгоне. Корабль стыковался с разгонным блоком как с орбитальной станцией, а не как с ракетой-носителем. При этом разгоняться приходилось 'задом наперёд', то есть, на космонавтов действовала отрицательная перегрузка. К счастью, разгон занимал немногим более 5 минут, но всё это время космонавты фактически висели на плотно затянутых ремнях. При использовании ТКС в качестве 'лунного челнока' эта проблема снималась автоматически за счёт его принципиально другой компоновки, но ТКС, укомплектованный его родным возвращаемым аппаратом, был слишком тяжёлым, чтобы разогнать его до требуемой скорости блоком 9КМ.
— Заря-1, это Ястреб-1, есть отсечка двигателя. Разгон закончен, скорость соответствует расчётной, — доложил Быковский. — Горит индикация начала расстыковки. Есть расстыковка. Разгонный блок отделился. Переходим в орбитальный отсек для отработки маневрирования.
— Принято, Ястребы, — ответил Королёв. — Будьте внимательны.
Космонавты открыли люк между спускаемым аппаратом и орбитальным отсеком и перебрались туда. Быковский сел за дополнительный пульт управления и выполнил несколько маневров, имитирующих будущую стыковку с универсальным посадочным модулем (УПМ), используя в качестве 'тренажёра' разгонный блок, следовавший по траектории за кораблём. Отработав цикл маневрирования, космонавты поменялись местами, и Олег Макаров выполнил те же манёвры, что перед ним проделал командир. Подобная возможность тренировки в натурных условиях была уникальной. Каждое действие космонавтов в ходе маневрирования записывалось и передавалось по телеметрии на Землю. Потом эту информацию использовали для программирования тренажёров. По окончании тренировки 'Союз-25' снова отошёл на безопасное расстояние от разгонного блока.
— Заря-1, это Ястреб-1. Цикл отработки маневров стыковки завершён, — Быковский докладывал коротко, без подробностей. — Даю радиокоманду включения двигателей увода разгонного блока.
— Счастливого пути, Ястребы! — пожелал Королёв.
Валерий Фёдорович нажал кнопку, и на разгонном блоке сработали несколько твердотопливных двигателей. Они притормозили отработавший блок, чтобы он отстал от корабля. Тренировки по маневрированию выполнялись на тяге двигателей ориентации, и на траекторию полёта не повлияли. Затем космонавты сориентировали корабль, развернув его боком к Солнцу и микроимпульсом из двигателей ориентации запустили медленное вращение, со скоростью примерно 0,1 градуса в секунду, для выравнивания температурного режима.
— Ястребы, я — Заря-1, не забывайте контролировать уровень радиации в отсеках, — напомнили с Земли.
Макаров посмотрел на показания обоих дозиметров — в спускаемом аппарате и в орбитальном отсеке, выведенные на приборную панель.
— Командир, радиация не превышает фоновых значений.
— Принято, Заря-1, пока радиация в пределах фона, — ответил Быковский.
Траектория полёта была выбрана так, чтобы корабль облетел стороной область наиболее сильной радиации во внутреннем радиационном поясе. На скорости 11,2 км/с на пересечение всего радиационного пояса ушло бы чуть более часа, но при подготовке к полёту решили не рисковать и отправили корабль по наиболее безопасной траектории, уже 'обкатанной' в ходе полётов беспилотных аппаратов.
Закончив с неотложными делами, экипаж устроился на отдых. После сна, на 31 часу полёта Быковский и Макаров провели первый сеанс телевизионной связи с ЦУПом при помощи остронаправленной антенны. В прямой эфир эти переговоры не пустили, их показали в записи немного позднее, когда 'Союз-25' уже летел по орбите вокруг Луны.
Второй сеанс телесвязи состоялся на 55 часу полёта, когда корабль пересекал область равного притяжения Луны и Земли. Весь перелёт от схода с околоземной орбиты до выхода на орбиту Луны продолжался 69 часов, к Луне корабль подлетел 17 октября. Дополнительной сложностью была необходимость включать двигатель для торможения над невидимой с Земли стороной Луны, где не было ни радиосвязи с экипажем, ни приёма телеметрии с корабля. Приходилось полагаться только на БЦВМ и точность её программы, пусть и тщательно отлаженной, и неоднократно обкатанной на тренажёрах.
В рассчитанный момент времени по команде БЦВМ на высоте 140 километров над лунной поверхностью включился главный двигатель, выдав выверенный по длительности тормозной импульс. Первоначально по завершении торможения 'Союз-25' оказался на эллиптической орбите 111х310 километров. Когда корабль вынырнул из-за Луны, Быковский доложил:
— Заря-1, говорит Ястреб-1, первый тормозной импульс отработал нормально, готовимся к включению целевой аппаратуры.
— Принято, Ястребы, ждём включения телепередатчика, — ответил Королёв. — В прямой эфир вас пустим через несколько минут, сейчас Левитан читает сообщение ТАСС.
Из динамиков радиотрансляции по всей стране, развешанных на улицах и площадях, из радиоприёмников и телевизоров в этот момент доносился торжественный голос Юрия Левитана:
— ...советский космический корабль 'Союз-25' с космонавтами Валерием Быковским и Олегом Макаровым на борту, успешно вышел на орбиту Луны! Через несколько минут по Первой программе Центрального Телевидения будет передаваться прямое включение с лунной орбиты! Смотрите и слушайте Москву!
Люди на улицах замирали от неожиданности, слушая сообщение, а затем спешили к ближайшему телевизору. Вокруг витрин телевизионных магазинов в городах немедленно собрались толпы народа, в квартиры и дома, где у хозяев уже были телевизоры, сбегались все соседи.
Началась прямая трансляция с корабля, и на экранах телевизоров появилась серо-коричневатая поверхность Луны, усеянная кратерами, большими и поменьше. Цветопередача у тогдашних цветных телевизоров была не слишком хорошей, изображение выглядело бледным, слегка размытым, но ничего лучше зрители тогда всё равно не видели, поэтому сравнивать было не с чем.
Валерий Быковский и Олег Макаров обратились к зрителям с коротким приветствием и затем несколько минут комментировали всё, что видели внизу, рассказывая, какие именно объекты на поверхности проплывают в данный момент в объективе телекамеры.
