История рождения проекта "Союз" восходит к 1960 году. В то время в ОКБ-1 параллельно с проектированием корабля-спутника "Восток" рассматривались и другие варианты судов, включая и такие, которые могли бы облететь Луну. Оценочные прикидки показали, что для достижения этой цели потребуется сборка корабля на "опорной" околоземной орбите Земли, ведь даже самая мощная по тем временам ракета "Восток" (то есть "Р-7А" с третьей ступенью "Е") не позволяла разогнать тяжелый аппарат до второй космической скорости, выводя его на траекторию полета к Луне.
Изначально проект назывался "Север", но, когда в 1962 году он начал обретать технические черты, его переименовали в "Союз". В состав этого лунного комплекса входили космические аппараты трех различных типов: "7К" (двухместный пилотируемый корабль), "9К" (разгонный ракетный блок) и "ПК" (корабль-танкер). Двадцать четвертого декабря 1962 года Сергей Королев утвердил первый эскизный проект комплекса "Союз" ("7К-9К-11К"), а в марте следующего года — чертеж корабля "7К". Но весной 1964 года года все силы ОКБ-1 были брошены на переделку "Востока" в трехместный "Восход", предназначенный для установления нового рекорда, а создание корабля для облета Луны правительство поручило ОКБ-52 Владимира Челомея.
Чтобы найти разумный компромисс между двумя различными планами дальнейшей космической экспансии, Сергей Королев предложил использовать свой корабль для отработки системы стыковки на околоземной орбите: так лунный "7К2" превратился в орбитальный "7К-ОК". В августе 1965 году в ОКБ-1 были составлены уточненные технические требования на корабль, который унаследовал название от предыдущего проекта — "Союз".
Аппарат "7К-ОК" представлял собой трехместный корабль, предназначенный для отработки операций маневрирования и стыковки на орбите, а также для проведения различных экспериментов, в том числе по переходу космонавтов из одного корабля в другой через открытый космос. Он состоял из трех частей: спускаемого аппарата, бытового отсека и приборно-агрегатного отсека. Части соединялись между собой механически и на этапе спуска с орбиты разделялись с помощью пиротехнических устройств. Масса корабля составляла 6,5 т, длина по корпусу — 6,98 м, объем двух жилых отсеков — 10,45 м3. Время активного существования на орбите — до 10 суток.
В агрегатном отсеке размещалась корректирующая тормозная двигательная установка "КТДУ-35" с основным однокамерным двигателем многократного включения и дублирующим двухкамерным двигателем с рулевыми соплами на высококипящих компонентах топлива. Кроме того, на приборно-агрегатном отсеке стояли двадцать два малых двигателя причаливания и ориентации, работавшие на перекиси водорода. В систему электропитания корабля входили аккумуляторы и две солнечные батареи, жестко закрепленные на корпусе.
Корабли "7К-ОК" оснащались радиотехнической системой сближения и стыковки "Игла". Внутреннего лаза не было, посему переход космонавтов из одного корабля в другой осуществлялся только в скафандрах через открытый космос. В зависимости от агрегата стыковки корабли разделялись на два вида: активные "7К-ОК(А)" с четной нумерацией и пассивные "7К-ОК(П)" с нечетной нумерацией.
Форма спускаемого аппарата и специальная система позволяли совершать управляемое снижение в атмосфере с перегрузкой не более 3–4 g, причем управление осуществлялось с помощью газовых реактивных двигателей, работающих на перекиси водорода. При отказе системы спускаемый аппарат мог совершать приземление и по баллистической траектории, но с перегрузкой 7–8 g. Корабли "7К-ОК" оснащались двумя парашютными системами: основной и запасной. Кроме того, на днище спускаемого аппарата, под сбрасываемым экраном, устанавливались четыре двигателя мягкой посадки, которые гасили скорость приземления практически до нуля.
К осени 1966 года в ОКБ-1 были изготовлены первые летные "Союзы". Предполагалось, что сначала будут запущены два беспилотных аппарата, которые проведут стыковку в автоматическом режиме, продемонстрировав возможности новой техники.
Двадцать восьмого ноября 1966 года с 31-й площадки полигона Тюратам, известного всему миру под названием космодром Байконур, стартовал активный корабль "Союз" ("7К-ОК(А)" № 2), который получил официальное название "Космос-133". На следующий день с 1-й площадки планировался запуск "7К-ОК(П)" № 1. Однако на первом же витке "Союз" из-за монтажной ошибки, нарушившей логику управления, израсходовал все топливо, и полет пассивного корабля был отменен. Испытатели все же попытались свести неисправный аппарат с орбиты, однако он спускался по нерасчетной траектории и был уничтожен системой автоматического подрыва.
Рекомендовав устранить недоработки, Госкомиссия приняла решение запустить пассивный корабль № 1 в одиночный полет. Старт должен был состояться 14 декабря 1966 года, но в момент запуска ракеты-носителя произошло автоматическое отключение двигателей. Поступила команда на отбой и осмотр ракеты. Через 27 минут самопроизвольно сработала система аварийного спасения, отстрелившая спускаемый аппарат, который благополучно приземлился в 300 м от комплекса. Последствия нового сбоя оказались гораздо серьезнее: струи двигателя САС вызвали пожар на ракете — та взорвалась, до основания разрушив 31-ю площадку полигона. Погиб офицер из стартового расчета. Жертв могло быть гораздо больше, но, к счастью, фермы обслуживания еще не были сведены, и специалисты не успели на них подняться.
Из-за проблем с первыми кораблями программа испытаний была изменена. Следующий "Союз" был срочно переоборудован из пилотируемого в беспилотный. Запуск "7К-ОК(П)" № 3, получивший официальное обозначение "Космос-140", состоялся 7 февраля 1967 года с 1-й площадки Байконура. В ходе двухсуточного полета тестировались системы корабля и двигатели, причем были обнаружены сбои в работе солнечно-звездной ориентации, а спускаемый аппарат "Союза" приземлился в нерасчетном районе — на лед Аральского моря. Через некоторое время аппарат затонул, и его пришлось извлекать с помощью водолазов. При осмотре выяснилось, что днище аппарата в центральной части имеет проплавленное отверстие и что разгерметизация произошла еще во время входа в атмосферу, — в пилотируемом варианте это привело бы к гибели экипажа.
Результаты трех беспилотных запусков показали, что корабль "Союз" требует значительной доводки. Однако большинство руководителей программы и главных конструкторов высказались за переход к пилотируемым полетам. Такое неожиданное решение мотивировали тем, что по обнаруженным отказам была проведена доработка систем корабля, а наличие на борту космонавтов повысит надежность полета. "Фирму"
Сергея Королева в то время возглавлял главный конструктор Василий Мишин, который не пользовался столь высоким авторитетом, как его предшественник, и поэтому пошел на поводу у коллег. Разумеется, повлияло и настойчивое требование руководства страны возобновить полеты советских космонавтов, приурочив их к празднованию 50-летия Октябрьской социалистической революции.
Двадцать третьего апреля 1967 года стартовал пилотируемый корабль "Союз-1" ("7К-ОК(А)" № 4) с опытным космонавтом Владимиром Комаровым на борту (кстати, дублером Комарова в том полете был Юрий Гагарин). Двадцать четвертого апреля с восстановленной 31-й площадки должен был состояться запуск корабля "Союз-2" ("7К-ОК(П)" № 5) с экипажем из трех космонавтов: Валерия Быковского, Евгения Хрунова и Алексея Елисеева. Однако сразу после выведения "Союза-1" на орбиту начались проблемы. Не раскрылась левая панель солнечных батарей. Не работала солнечно-звездная ориентация, поэтому не прошла автоматическая закрутка корабля, что, в свою очередь, привело к разрядке аккумуляторов. Корабль быстро терял запасы электроэнергии.
Владимир Комаров несколько раз пытался выполнить закрутку вручную, но безуспешно. Госкомиссия, проанализировав ситуацию, приняла решение отменить запуск "Союза-2" и посадить "Союз-1" досрочно. На шестнадцатом витке космонавту были переданы все рекомендации, и он начал готовиться к спуску, однако не сработала система ионной ориентации, двигатель не включился и посадка сорвалась. Лишь на девятнадцатом витке Комаров сумел свести корабль с орбиты. После разделения отсеков и торможения спускаемого аппарата в высших слоях атмосферы отстрелилась крышка люка контейнера основного парашюта, тормозной парашют раскрылся, но вытянуть большой купол из контейнера он не смог. Согласно логике работы, в действие был введен запасной парашют, но и он не раскрылся, попав в аэродинамическую "тень" тормозного парашюта. В результате спускаемый аппарат со скоростью 50 м/с врезался в землю, разбился и загорелся от перекиси водорода из лопнувших баков. Летчик-космонавт Владимир Комаров погиб.
Правительственная комиссия, расследовавшая катастрофу, пришла к выводу, что причиной невыхода основного парашюта явилось "зажатие" его стенками контейнера. То, что такого не произошло во время испытаний, объяснили "вероятностным фактором". Однако после завершения работы комиссии появилась еще одна версия случившегося: спускаемые аппараты кораблей № 4 и № 5, в отличие от предыдущих беспилотных, ставились в автоклав для полимеризации теплозащиты вместе с парашютными контейнерами, но, как оказалось, они не были закрыты штатными крышками — вследствие этого стенки контейнеров могли покрыться налетом смол, который резко повысил коэффициент трения. Чтобы проверить версию, на заводе был проведен эксперимент: спускаемый аппарат незапущенного корабля "Союз-2" (№ 5) подвесили за тормозной парашют и стали медленно поднимать, замеряя усилие, при котором произойдет выход основного парашютом. Каково же было изумление инженеров, когда они увидели, что аппарат массой примерно 2800 кг болтается на тормозном парашюте, как на веревке, а основной парашют из контейнера так и не вышел. Стало ясно, что могла произойти еще более страшная катастрофа: если бы стартовал "Союз-2", то погибли бы четверо космонавтов.
По итогам расследования были проведен