Планировалось отправить два корабля: с космонавтом-мужчиной и космонавтом-женщиной. Лететь назначили Валерия Быковского и Валентину Терешкову. 8 июня 1963 года планировался старт корабля Быковского. Терешкова должна была лететь следом за ним. Затем старт первого корабля перенесли на 11 июня. Вечером 10-го на космодром позвонили астрономы и сообщили, что Солнце неспокойно, повысился радиационный уровень. Чем это грозило космонавтам, толком никто не знал, но старт отодвинули еще на неопределенное время. 14 июня Валерия Быковского снова повезли на старт. В блоке третьей ступени отказал гироскоп. Королёв потребовал объяснений от главного конструктора гироскопов. Виктор Иванович Кузнецов понимал, что оправдываться, а Королёв – что устраивать разгон нет времени, космонавт уже сидит в корабле. Заместитель Кузнецова Илларий Николаевич Сапожников быстро понял, что именно сломалось, предложил снять блок и заменить его другим, испытав в МИКе. Управились, учитывая сложность работы, быстро, но космонавту пришлось просидеть на старте пять часов. За несколько секунд до включения двигателей не прошла команда «Земля – борт» – по ней отходит кабель-мачта со штекером, проще говоря, из штепселя на боку корабля вытаскивается вилка. В командном бункере быстро принимают решение – старт. Ракета поднимется – штекер вырвет, не приварен же он к ней. Через девять минут «Восток-5» вышел на орбиту.

Терешкова полетела 16 июня, сильно нервничала, за четыре минуты до старта пульс был 84 удара в минуту. Перегрузки она перенесла нормально, Валентина докладывала, что видит Землю и летящую рядом третью ступень. Но довольно скоро космонавтка почувствовала усталость, заболело колено, а подвинуть ногу она не могла, казалось, что давил на плечо гермошлем, хотя в невесомости этого быть не могло. У нее болела голова, состояние было какое-то муторное. Она старалась, как советовал Титов, не крутить головой, сидеть тихо. Быковскому, слышавшему по радио ее голос, казалось, что она плачет. Земля напомнила «Чайке» (позывной Терешковой) по выходу из тени приступить к режиму ориентации. Через какое-то время Земля поинтересовалась, что с режимом ориентации. У «Чайки» не ладилось, она ответила, что потом скажет. Королёв был недоволен. Терешкова ни разу не смогла сориентироваться в космосе. После этого Королёв зарекся посылать женщин в космос, в Москве он с улыбкой сказал Нине, что бабам в космосе делать нечего. Но это потом, а Терешковой он с раздражением приказал все эксперименты с ориентацией прекратить. «Восток-6» приземлился 19 июня.

Полет Валерия Быковского планировался на восемь суток. Вскоре баллистики доложили Королёву что орбита «Востока-5» слишком низкая. С такой орбитой корабль будет «цеплять» атмосферу и виток за витком тормозиться все больше, затем войдет в нее сам и пойдет к Земле в нерасчетном режиме с большими перегрузками. Надо сажать корабль, пока не поздно. Расчеты показывали, что высота орбиты в перигее (низшей точке) уже уменьшилась со 174 до 154 километров. Данные телеметрии показывали, что начала расти температура приборного отсека. Королёв передал Быковскому, что если на 82-м витке он не сядет автоматически, на 83-м надо садиться обязательно, пусть даже вручную. Терешкова уже на самолете возвращалась со спасателями с места посадки, когда «Восток-5» коснулся земли. Валерий Быковский в одиночестве провел в космосе 119 часов 6 минут.

16 мая 1962 года Королёв подписал эскизный проект суперракеты Н-1 – огромной стометровой громадины, полезная нагрузка которой в 20 раз превышала аналогичный показатель Р-7. К работе над этим проектом были подключены Василий Мишин, Сергей Крюков, Сергей Охапкин, Борис Черток, Яков Коляко. Первая и вторая ступени огромной машины должны были работать на кислороде и керосине, третья, высотная, которую делал Семен Косберг, – на кислороде и жидком водороде. Жидкий водород с очень низкой температурой кипения – минус 252,6 °C – было очень сложно хранить. В свое время Валентин Глушко уже работал над двигателями с высококипящим окислителем и ни о каком кислороде и водороде знать не хотел. Королёв же был противником экзотических видов топлива с окислителями на основе фтора – взрывоопасны, ядовиты. Назрел очередной конфликт между Глушко и Королёвым. Глушко заявил, что новой ракете нужны двигатели только на высококипящих компонентах, Королёв стал кричать, что это будет не ракета, а пороховая бочка. Валентин Петрович огрызался, говорил, что любая ракета – это пороховая бочка. Сергей Павлович в ответ кричал, что эта гадость с окислителем на основе фтора самовоспламеняется. Глушко парировал, мол, надо грамотно работать. И пошло, и поехало. Итогом было заявление Королёва, что он обойдется без Глушко. Валентин Петрович отказался принимать участие в создании ракеты Н-1. Двигатели для ракет Королёва теперь будет делать Николай Дмитриевич Кузнецов, руководитель одного из ведущих КБ авиационных двигателей в Куйбышеве.

В первом наброске Н-1 подразумевалось, что ракета поднимет на орбиту от 20 до 40 тонн. Над этим вариантом и работал Королёв, когда ему позвонили из ЦК и сказали, что Никита Сергеевич просит его приехать в Пицунду. Хрущев решил провести там заседание Совета обороны по очень широкому кругу проблем, включая ракеты. Были приглашены высшие военные чины. Королёв выступал пятым. Его внимательно слушали. Хрущев неожиданно спросил, а нужна ли такая ракета на 20–40 тонн, не сделать ли сразу на 75? Несколько обескураженный Королёв ответил, что это будет очень большая ракета. А генсек развивал мысль о том, что такая ракета сможет поднять на орбиту станцию с несколькими боеголовками.

Ракету в ОКБ «перевязали на 75 тонн». Сергей Павлович хотел обогнать американцев и с полетом на Луну, и в этом смысле связывал свои надежды с Н-1. Прежде всего, Королёв хотел, чтобы космонавт облетел вокруг Луны. Корабль «Восток» для этой цели не годился – при возвращении с Луны на Землю тормозная установка не справится, помимо этого нужна другая теплозащита, и много чего другого. Для полета на Луну нужно создавать другой корабль.

В 1964 году конструкторское бюро Владимира Николаевича Челомея завершило работу над ракетой УР-500, способной поднять на орбиту свыше 20 тонн полезного груза. Двигатели для этой ракеты делали в КБ Глушко, работали они на новых компонентах. Заговорили, что программу облета Луны теперь следовало бы передать Челомею. Королёв же продолжал утверждать, что на ракету, заправленную ядовитыми компонентами, сажать людей нельзя.

Королёв знал, что американцы, завершив весной 1963 года программу полетов одноместных кораблей «Меркурий», начнут летать на двухместных кораблях «Джемини». И вновь в нем проснулся «спортивный интерес» – если уж обгонять, так обгонять: у них будут стартовать два человека, а у него – три. Королёву нужен многоместный корабль. Три человека в экипаже – это конец монополии ВВС, командиром останется летчик, при этом в экипаж можно будет включить инженера. У Сергея Павловича были два сильных союзника в этом деле. Один из них – Келдыш, считавший, что космические исследования должны вести ученые, а не летчики. Второй – заместитель министра здравоохранения СССР Аветик Игнатьевич Бурназян. Втроем они убедили высшее руководство, что лететь должны летчик, инженер и врач.

Королёву нужен трехместный корабль. «Восход» – это переделанный «Восток». Сергей Павлович начал с того, что как-то спросил у проектантов, а нельзя ли в спускаемом аппарате поместить двух или трех космонавтов. Его убеждали, что это невозможно сделать, потому что в шаре помещается только одно катапультируемое кресло. А если бы и разместили, то для каждого кресла нужен отдельный люк, но тогда уменьшится прочность спускаемого аппарата. Королёв чувствовал, что для «Восхода» нужна новая схема посадки, но не говорил об этом прямо. Он подводил своих людей к этим решениям. И едва кто-то сказал, что, может быть, и совсем не нужны катапульты, Сергей Павлович тут же ухватился за эту мысль. Космонавты должны садиться на Землю в самом корабле.