Последние годы жизни Сергея Королёва прошли под знаком лунной программы. Программы, по большому счету, неудачной. Если раньше Королёв всегда находил поддержку в своем ОКБ, то теперь многие из «старой королёвской гвардии» были не согласны с Главным, считали, что стремление любой ценой и здесь обогнать американцев – это авантюра.
Королёв и сам начал понимать, что его расчеты отчасти ошибочны, начал нервничать. В письмах с космодрома он пишет Нине Ивановне, что старается сдерживаться, потому что основа его усталости – нервная система. Этот крепкий широкоплечий человек устал. Он пишет, что сильно утомился, что «побаливает сердечко», что в больших дозах принимает валидол. Королёв стал плохо слышать, наверное, столько лет рядом с ревущими двигателями ракет не прошли даром. Когда он волнуется, то слух совсем падает.
У Сергея Павловича было слабое сердце. Это не удивительно, с такой работой оно должно было износиться. Врачи поставили диагноз – мерцательная аритмия сердца. Сергей Павлович лечился у академика Владимира Никитовича Виноградова. На совещании в Подлипках 11 февраля 1964 года у Королёва случился сердечный приступ. Он всю жизнь беспокоился о ракетных двигателях, а о своем «моторе» как-то забывал. Кроме того, он много лет страдал кишечными кровотечениями. Летом 1962 года после полета Николаева и Поповича «скорая» увезла его со страшным приступом желудочно-кишечных болей в больницу. Профессор В. С. Маят поставил ему диагноз: «изъязвление сфинктера». Обошлись без операции. С тех пор на Королёва постоянно накатывали волны слабости и дурноты. Он снова обещает Нине не переутомляться, дает себе слово отдохнуть. И сам знает, что не сдержит его.
Новый, 1966 год Королёвы встречали на даче секретаря ЦК КПСС Бориса Николаевича Пономарева. После ужина Сергей Павлович сказал Келдышу, что ему нужно лечь в больницу, что у него плохое предчувствие и он не знает, выйдет ли оттуда. Келдыш, конечно, пытался утешать. Новый год всегда несет с собой надежды. Утром 5 января Сергей Павлович собирался в больницу. Долго искал в карманах «счастливые» копеечки – не нашел, расстроился.
Гистологический анализ делал академик Борис Васильевич Петровский. Его вывод: доброкачественное образование на прямой кишке без признаков перерождения – полипы. Правда, было сильное кровотечение, едва остановили. Сергей Павлович был спокоен, строил планы на вторую половину января. Несмотря на заключение гистологов, для уточнения диагноза было решено готовить Королёва к операции – лапаротомии. Операцию назначила на 14 января. Во время тюремного заключения у Королёва были сломаны челюсти, и он не мог широко открыть рот. Могла потребоваться трахеотомия – разрез на горле и ввод трубки в трахею. Оперировал Петровский. При вскрытии брюшной полости опасения врачей подтвердились – большая опухоль.
Перед хирургами встал тяжелый вопрос: что делать? Если удалять опухоль, вынесет ли это больное сердце? Петровский посылает за профессором Вишневским. Через пятнадцать минут его привезли. В операционной было два академика. Петровский предложил Вишневскому принять участие в операции. Вишневский отказался, но все время стоял рядом, наблюдая за ходом операции. Когда она закончилась, врачи радовались, а академики стали называть друг друга по именам – Боря, Саша.
Королёв стал просыпаться: открыл глаза, зашевелил пальцами. Хирурги ушли в ординаторскую. В операционной остался анестезиолог-реаниматор. Через тридцать минут после операции у пациента внезапно остановилось сердце. Побежали в ординаторскую за хирургами. Завести сердце Королёва не удалось…
В ОКБ составили некролог. Первый заместитель Королёва Василий Павлович Мишин звонил Брежневу, просил опубликовать. Генсек позвонил, сказал, что некролог нужно даже «усилить». Так Королёва, как он и говорил, рассекретили. После смерти… Похороны состоялись 18 января 1966 года. Урну с прахом Главного конструктора захоронили в Кремлевской стене на Красной площади в Москве.