เซียร์เกย์ โคโรเลฟ หัวหน้าวิศวกรจรวดและผู้ออกแบบยานอวกาศของโซเวียตในยุคทศวรรษที่ 1950 และ 1960 ได้วางแผนที่จะนำแนวคิดเรื่องแผนการเดินทางไป-กลับดวงจันทร์จากโครงการอะพอลโลมาใช้ ยานดวงจันทร์ L3 ประกอบไปด้วย ยานบังคับการ LOK ( Lunniy Orbitalny Korabl หรือ Soyuz 7K-L3) (ยานโซยุซรูปแบบหนึ่ง) และยาน LK โดยที่ L3 จะบรรทุกนักบินอวกาศ 2 คนไว้ด้านบนของจรวดขับดัน 3 สเตจขนาดใหญ่ "N1" นอกจากนี้ยังมีสเตจที่ 4 หรือ บล็อก G ที่จะใช้ส่ง L3 (LOK และ LK) ออกจากวงโคจรโลกไปยังดวงจันทร์ และมี สเตจที่ 5 หรือ บล็อก D ทำหน้าที่ชะลอยานเพื่อเข้าสู่วงโคจรดวงจันทร์ และใช้ชะลอยานเพื่อจะลงจอดบนดวงจันทร์ในขั้นต้น

วงโคจรดวงจันทร์

เครื่องยนต์ของ บล็อก D จะจุดเครื่องยนต์ เพื่อชะลอ L3 ให้เข้าสู่วงโคจรดวงจันทร์ หลังจากนั้น เมื่อยานเข้าสู่วงโคจรดวงจันทร์แล้ว นักบินอวกาศหนึ่งคนจะทำการเดินอวกาศจาก LOK ไปยังยานลงดวงจันทร์ LK และเข้าไปข้างใน ต่อจากนั้นจึงแยก บล็อก D (สเตจที่ 5) และยาน LK ออกจากยาน LOK ก่อนที่จะจุดเครื่องยนต์ของ บล็อก D เพื่อลดระดับความสูงลง

เมื่อความเร็วลดลงและอยู่ในเส้นทางไปยังบริเวณจุดลงจอด ยาน LK จะแยกตัวออกจากบล็อก D แล้วปล่อยให้ บล็อก D ตกลงไปชนผิวดวงจันทร์ และทำการลงจอดต่อไปโดยใช้เครื่องยนต์ บล็อก E ของตัวยานเองเพื่อลดความเร็วครั้งสุดท้ายก่อนลงจอด

การลงจอดบนดวงจันทร์

ในช่วงแรก Lunokhod โพรบไร้คนขับในโปรแกรมสำรวจดวงจันทร์ของโซเวียต ได้ถูกใช้เพื่อกำหนดพื้นที่ลงจอดที่เหมาะสม และถูกใช้เป็นตัวส่งสัญญาณให้กับยาน LK หลังจากนั้นยาน LK สำรองอีกลำจะถูกส่งไปยังจุดลงจอด และในขั้นตอนสุดท้าย จึงจะมีการลงจอดของยาน LK พร้อมกับนักบินอวกาศอีก 1 คน

อย่างไรก็ตาม รายละเอียดหรือแผนการปฏิบัติงานขณะอยู่บนพื้นผิวดวงจันทร์ก็ยังเป็นที่คลุมเครือ อันเนื่องมาจากขนาดที่เล็กและน้ำหนักบรรทุกที่จำกัดของ N1 / โซยุซ LOK / LK เมื่อเทียบกับ Saturn V / อะพอลโล นั่นหมายความว่า จะมีการทดลองทางวิทยาศาสตร์ไม่มากนักที่จะเกิดขึ้นบนดวงจันทร์ โดยส่วนมากแล้ว นักบินอวกาศจะปักธงชาติสหภาพโซเวียตไว้บนดวงจันทร์, เก็บตัวอย่างดิน ถ่ายรูป, และติดตั้งอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์เพียงเล็กน้อย ซึ่งทำให้ระยะเวลาภารกิจที่ยาวนาน, โรเวอร์บนดวงจันทร์, และกิจกรรมอื่นๆที่เกิดขึ้นในโครงการอะพอลโลยุคหลังจึงไม่มีทางที่จะเป็นไปได้

เดินทางกลับสู่โลก

หลังจาก 1 วันบนผิวดวงจันทร์ เครื่องยนต์ของยาน LK จะถูกจุดขึ้นอีกครั้ง โดยใช้ส่วนลงจอดแทนฐานปล่อย เพื่อที่จะลดน้ำหนัก การจุดเครื่องยนต์จึงใช้เครื่องยนต์ที่ใช้ในการลงจอดอีกครั้งเพื่อส่ง ยาน LK กลับสู่วงโคจรดวงจันทร์ ในระหว่างการเดินทางขึ้นสู่วงโคจรดวงจันทร์ ขาตั้งลงจอดจะถูกปลดออกให้ตกกลับไปยังดวงจันทร์ เมื่อถึงวงโคจรจึงเชื่อมต่อยานอัตโนมัติกับยาน LOK โดยระบบเชื่อมต่อยาน kontakt

เมื่อเชื่อมต่อยานสำเร็จ นักบินอวกาศจะเดินอวกาศกลับมายังยาน LOK พร้อมกับตัวอย่างหินจากดวงจันทร์ หลังจากนั้นยาน LK จะถูกปลดการเชื่อมต่อออก และเครื่องยนต์ของยาน LOK จะถูกจุดขึ้นเพื่อเดินทางกลับสู่โลก

ส่วนเชื่อมต่อของยาน LK นั้นประกอบไปด้วยโครงร่างรูปตาข่ายของรูทรง 96 เหลี่ยมที่จัดเรียงในกริดไอโซเมตริก แต่ละอันสามารถที่จะเป็นจุดเชื่อมต่อยานสำหรับโพรบของยาน LOK ให้สามารถเชื่อมต่อได้โดยไม่ต้องอาศัยความแม่นยำในการเชื่อมต่อมากนัก เนื่องจากข้อจำกัดเรื่องน้ำหนัก ส่วนเชื่อมต่อจึงถูกออกแบบให้เรียบง่ายที่สุดเท่าที่จะทำได้, ด้วยส่วนเชื่อมต่อที่ใช้หลักการเชิงกล และไม่มีส่วนที่ใช้ไฟฟ้าหรือของไหลเลย การเชื่อมต่อยานและการตัดการเชื่อมต่อจึงสามารถทำได้เพียงอย่างละครั้งเท่านั้น