При возникновении аварийной ситуации на любом этапе разгона с ОИСЗ к Марсу экипаж, находясь в спускаемом аппарате, имел возможность отделиться от комплекса вместе с корректирующей двигательной установкой и разгонным блоком и вернуться на Землю.
Переход с траектории полета к Марсу на орбиту его спутника в этом варианте проекта выполнялся за счет аэродинамического торможения комплекса в марсианской атмосфере, которое происходило при многократном погружении в нее на определенную высоту и время. На орбите, после необходимых проверок и подготовки, два члена экипажа перемещались в капсулу возвращения марсианского корабля. Посадочный комплекс отделялся от орбитального, осуществлял сход с орбиты, спуск в атмосфере, торможение и посадку.
Проведя необходимые работы на поверхности планеты, экипаж стартовал, выводился на исходную орбиту, капсула возвращения стыковалась с орбитальным комплексом, и космонавты возвращались на ТМК. При старте к Земле они занимали места в спускаемом аппарате, который при подлете к ней отделялся от ТМК и, осуществляя управляемый спуск в атмосфере, приземлялся.
Описанный облик и компоновка межпланетного комплекса были приняты за основу к середине 1962 года. В дальнейшем эти работы продолжались до середины 1964 года.
Данный марсианский комплекс представляет собой второе направление в проекте С. П. Королева. Его главными отличиями, как отмечалось выше, были разгон комплекса с околоземной орбиты к Марсу и возвращение на Землю с использованием жидкостных ракетных блоков, а торможение для перехода на орбиту спутника Марса — без использования тормозного ракетного блока, за счет многократных погружений в марсианскую атмосферу. Эта схема стала формироваться летом 1962 года.
Предварительный вариант, представленный Королеву, выглядел иначе. Для его разгона к Марсу с околоземной орбиты и последующих маневров планировалось использовать электрореактивную двигательную установку с ядерным реактором (ЯЭРДУ). В ней в результате ядерной реакции горючее (окислитель при этом не требуется) превращается в высокотемпературный газ, истечение которого из сопла с очень высокой скоростью создает тягу. ЭРДУ создает значительно меньшую по сравнению с ЖРД тягу, но за счет длительного включения, постепенно наращивая скорость и раскручивая комплекс в течение нескольких месяцев на околоземных орбитах, может обеспечить его разгон к Марсу. Таким же образом предполагалось выполнять операции при переходе на орбиту спутника Марса и при старте с нее.
Привлекательность ЭРДУ заключалась в том, что она обладает более высокими энергетическими характеристиками, чем ЖРД. Так, по удельному импульсу (параметр, определяющий количество топлива, необходимого для разгона объекта до определенной скорости) ЭРДУ превосходит ЖРД в 200–300 раз и потому не требует гигантских запасов топлива.
Королев на начальных этапах работы не сдерживал инженерной фантазии и творческих поисков, в результате чего у наших разработчиков, не обремененных нудными весовыми расчетами, на поверхности красной планеты появлялись эскадры стотонных сооружений с шестиметровыми колесами. Они разъезжали по планете на тысячи километров и перевозили ракеты возвращения. Ответ на вопрос, как они попадают на Марс, был прост — с помощью ЭРДУ. Возможность не придерживаться жестких весовых ограничений и в дальнейшем соблазняла многих специалистов, поэтому вариант с ЭРДУ служил мифической палочкой-выручалочкой всех марсианских проектов прошлого века.
Однако инъекции фантастики принесли свои плоды. Они побудили энтузиазм и понимание, что прежде чем говорить о многотонных марсианских внедорожниках, нужно спроектировать средства доставки к Марсу их экипажей.
В девятом проектном отделе ОКБ-1, которым руководил Михаил Клавдиевич Тихонравов, решение этой задачи с июля 1960 года было поручено сектору Г. Ю. Максимова, группе В. К. Алгунова, куда я пришел из КБ С. А. Лавочкина. Основной костяк группы — молодые специалисты: Николай Протасов, Виолетта Губанова, Лидия Крупенская, Лев Петров, Рева Кангильдиев, Владимир Ходаков, Вячеслав Никитин. Позднее присоединились Бирюкова, Кирсанов, Буданов, Роксанов, Стаськова. Более опытный Н. Протасов занимался проблемами жизнеобеспечения, остальные — текущими вопросами по мере их появления. Привлекались сотрудники и из других групп нашего сектора: Лидия Солдатова, Александр Луговой, Олег Тихонов, Владислав Борзенко, Иван Трофимкин, а также специалисты из других подразделений: баллистики Валерий Кубасов и Георгий Гречко (будущие космонавты), аэродинамик Виктор Миненко, материаловед Владимир Никитский, а по системам жизнеобеспечения Евгений Церерин, Юрий Жук и Петр Васильевич Флеров — друг Королева со времен их общего увлечения планеризмом.