OKB-1在開(kāi)發(fā)Ye-6月球著陸器的同時(shí)，還展開(kāi)了Ye-7繞月軌道器的研制工作，但這項(xiàng)工作進(jìn)展得十分緩慢，于是所有設(shè)計(jì)并制造無(wú)人深空探測(cè)器的任務(wù)從OKB-1轉(zhuǎn)移到了拉沃契金設(shè)計(jì)局。蘇聯(lián)急切地想擁有超過(guò)美國(guó)的軌道器，并定于1966年中發(fā)射。同時(shí)，還必須針對(duì)載人登月計(jì)劃獲取可能著陸位置的圖像和月球環(huán)境數(shù)據(jù)。另一件事也起到了推進(jìn)作用，那就是漫長(zhǎng)的軌道器研制工作恰逢蘇g第23屆d代會(huì)，因而蘇聯(lián)急需展示其它航天壯舉。但是Ye-7還未準(zhǔn)備完成，拉沃契總金設(shè)計(jì)師巴巴金提出用搭載了科學(xué)載荷的加壓艙取代Ye-6的著陸器，以此完成月球軌道器——Ye-6S，它在不到一個(gè)月內(nèi)就被趕制出來(lái)。

Ye-6S沒(méi)有用來(lái)給電池充電用的太陽(yáng)能帆板，導(dǎo)致它們的工作時(shí)間完全取決于電池的電量。對(duì)于Ye-6S，它會(huì)以一種自旋穩(wěn)定的方式分離加壓艙來(lái)確保加壓艙的穩(wěn)定。加壓艙長(zhǎng)1.5m，直徑0.75m，重248.5kg。它攜帶了7個(gè)為Ye-7研制的儀器，但并不包括攝像機(jī)。①磁力儀被安裝在一條1.5m長(zhǎng)的臂架上②低能X射線和③伽馬射線光譜儀的作用是測(cè)定月球表面的成分④壓電傳感器被用來(lái)測(cè)量微流星體通量⑤紅外線輻射儀的作用是測(cè)量月球表面發(fā)出的熱輻射和它的溫度⑥氣體放電計(jì)數(shù)器被用來(lái)測(cè)量月球環(huán)境下的太陽(yáng)和宇宙射線，以及月球電離層內(nèi)的軟性電子⑦離子阱的作用是測(cè)量太陽(yáng)風(fēng)里的電子和離子.并搜尋月球電離層⑧而SL-1輻射儀被用來(lái)測(cè)定月球的輻射環(huán)境。還有一項(xiàng)關(guān)鍵的研究任務(wù)是通過(guò)航天器的無(wú)線電跟蹤來(lái)測(cè)量月球的重力場(chǎng)(⑨重力場(chǎng)測(cè)繪實(shí)驗(yàn)儀器)。

第一次環(huán)繞月球的嘗試開(kāi)始了!1966年3月1日閃電-M運(yùn)載火箭托舉著Ye-6S從拜科努爾發(fā)射場(chǎng)奔向了月球。不幸的是，組合體在三級(jí)二次點(diǎn)火前的慣性滑行段姿態(tài)失控，造成發(fā)動(dòng)機(jī)未能點(diǎn)火，并在兩天后再入大氣層。蘇聯(lián)將它命名為宇宙111號(hào)，而非編入月球系列以掩蓋其失敗。

然而巴巴金又是幸運(yùn)的，同年3月31日，一個(gè)備用軌道器成功被送往月球，命名為月球10號(hào)。第二天該航天器執(zhí)行了一次軌道修正，隨后在4月3日，進(jìn)入350kmx1017km 傾角72°的月球軌道，成為第一個(gè)環(huán)繞月球同時(shí)也是第一個(gè)環(huán)繞其它天體的航天器。在此之后，加壓軌道艙便與巡航級(jí)推進(jìn)艙分離。這一任務(wù)及時(shí)滿足了政治上的目標(biāo)，成為蘇聯(lián)太空計(jì)劃史上的又一個(gè)里程碑，當(dāng)代表大會(huì)進(jìn)行到某一時(shí)刻時(shí)，會(huì)場(chǎng)上想起了《國(guó)際歌》。月球10號(hào)運(yùn)行了59天，繞軌道運(yùn)行460圈，在同年5月30日失去聯(lián)系

成功在美國(guó)之前進(jìn)入繞月軌道并完成了莫斯科想要看到的航天壯舉后，巴巴金又恢復(fù)了Ye-7軌道飛行器的研制工作，該飛行器的任務(wù)是拍攝月球圖像。在蘇聯(lián)決定繼續(xù)采用Ye-6巡航級(jí)來(lái)執(zhí)行中段軌道修正和入軌機(jī)動(dòng)后，該軌道飛行器被命名為Ye-6LF(而非Ye-7)

該軌道飛行器取消了會(huì)分離的加壓軌道艙并換成一個(gè)大的圓錐形設(shè)備艙，因?yàn)檫@樣需要自旋來(lái)保持穩(wěn)定，而該飛行器需要在穩(wěn)定條件下拍攝，但依然沒(méi)加裝太陽(yáng)能板，導(dǎo)致壽命較短。Ye-6LF整體總長(zhǎng)2.7m，直徑1.5m，科學(xué)載荷如下

1)傳真成像系統(tǒng)

2)低能X射線光譜儀

3)伽馬射線光譜儀

1)SL-1輻射儀

5)微流星體探測(cè)器

6)紫外線光譜儀

7)長(zhǎng)波射電天文學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器

8)重力場(chǎng)測(cè)繪實(shí)驗(yàn)儀器(利用航天器跟蹤技術(shù))

9)月球車車輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)儀器

成像系統(tǒng)與幾年前探測(cè)3號(hào)所采用的傳真膠片攝像機(jī)相似。當(dāng)?shù)竭_(dá)某一高度時(shí)可拍攝照片，在此高度上獲取的圖像可以覆蓋一片大小為25km2的區(qū)域，而1100條掃描線可實(shí)現(xiàn)的最大分辨率為15-20m，每次任務(wù)配備了兩臺(tái)攝像機(jī)。紫外線反射光譜儀的作用是測(cè)量表面的結(jié)構(gòu)。其它儀器可以測(cè)量關(guān)于月球表面或磁場(chǎng)的構(gòu)成及月球環(huán)境下的輻射及微流星體和不規(guī)則重力場(chǎng)。 除了搭載科學(xué)儀器外，航天器還要完成對(duì)用于真空環(huán)境下工作的齒輪和軸承的潤(rùn)滑劑的技術(shù)測(cè)試任務(wù), 它將在今后的月球車任務(wù)上運(yùn)用。

1966年8月24日，該系列第一個(gè)航天器成功發(fā)射，它在8月28日進(jìn)入了一條160km×1193km 傾角為27°的繞月軌道，后被命名為月球11號(hào)。西方預(yù)計(jì)蘇聯(lián)有可能發(fā)回圖像，但蘇聯(lián)對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行了重新編碼，以防被焦德雷爾班克天文臺(tái)這樣的機(jī)構(gòu)截獲。然而姿態(tài)控制推進(jìn)器發(fā)生了故障，造成攝像機(jī)或紫外線儀器無(wú)法瞄準(zhǔn)月球表面，研究人員懷疑有東西卡在了推進(jìn)器的噴管里。 更糟糕的是，X射線和伽馬射線光譜儀也出現(xiàn)了故障，航天器進(jìn)入了自旋穩(wěn)定模式，不過(guò)其他的實(shí)驗(yàn)設(shè)備看起來(lái)工作狀況令人滿意。38天后(也就是1966年10月1日，可以算是歷史上的今天)航天器沿繞月軌道運(yùn)行了277周，電池耗盡。蘇聯(lián)在報(bào)道中聲稱這次任務(wù)取得了成功，但并未提及拍攝圖像之事。

1966年10月22日，被稱為月球12號(hào)的Ye-6LF系列第二個(gè)航天器發(fā)射，于25日進(jìn)入了一條103km×1742km，傾角為36.6°的繞月軌道，它并沒(méi)有遇到之前幾個(gè)航天器上發(fā)生的問(wèn)題,只是紫外線光譜儀再一次出現(xiàn)了故障，它的主要目標(biāo)是拍攝月球的照片(月球11號(hào)沒(méi)能做到這一點(diǎn))，以及繼續(xù)測(cè)繪重力場(chǎng)。 10月29日，航天器發(fā)送了它的首批照片，在這一點(diǎn)上，蘇聯(lián)比美國(guó)晚了兩個(gè)月。兩臺(tái)攝像機(jī)發(fā)回了總共40幅圖像。航天器完成成像后，便進(jìn)入了自旋穩(wěn)定模式，其他任務(wù)開(kāi)展得也較為順利，包括對(duì)月球車的電動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行測(cè)試。 然而姿態(tài)控制推進(jìn)器又發(fā)生了故障使得它無(wú)法升高近月點(diǎn)來(lái)作出補(bǔ)償。最后,在1967年1月19日航天器在運(yùn)行85天，沿軌道運(yùn)行602周后，終止了通信。

在這次飛行后，拉沃契金設(shè)計(jì)局對(duì)Ye-6S進(jìn)行改造，不僅能獲取更精確的月球重力場(chǎng)數(shù)據(jù)，還能測(cè)試載人登月的深空通信能力。該軌道器被命名為Ye-6LS。

Ye-6LS科學(xué)載荷如下

1)月球通信系統(tǒng)測(cè)試

2)宇宙射線探測(cè)器

3)太陽(yáng)風(fēng)等離子傳感器

4)輻射劑量計(jì)

5)重力場(chǎng)測(cè)繪實(shí)驗(yàn)儀器(利用航天器跟蹤技術(shù))

6)月球車車輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)儀器

1967年5月16日，Ye-6LS進(jìn)行了一次試驗(yàn)性飛行，計(jì)劃進(jìn)入遠(yuǎn)地點(diǎn)250000km的高橢圓軌道，但三級(jí)的過(guò)早關(guān)閉導(dǎo)致只進(jìn)入260km×60170km的軌道，但航天器依舊完成了原定任務(wù)，被命名為宇宙159號(hào)，并于1967年11月11日再入。

然而月球軌道器改型在1968年2月7日的第二次發(fā)射嘗試遭遇了失敗。由于推進(jìn)劑管理系統(tǒng)故障，火箭二級(jí)在T＋524s過(guò)早耗盡燃料，導(dǎo)致未進(jìn)入停泊軌道。

該型號(hào)最后一個(gè)航天器于1968年4月5日發(fā)射，成功進(jìn)入了一條160km×870km 傾角42°的月球軌道，并被命名為月球14號(hào)。月球14號(hào)的主要目標(biāo)是要對(duì)用于載人登月計(jì)劃的新型通信系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，其他目標(biāo)包括繼續(xù)研究月球輻射和等離子體環(huán)境，以及利用新的導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)月球重力場(chǎng)及天平動(dòng)進(jìn)行更精確的測(cè)繪，航天器還要開(kāi)展其他一些針對(duì)月球車發(fā)動(dòng)機(jī)的工程測(cè)試，包括在真空環(huán)境下工作的齒輪、滾珠軸承和潤(rùn)滑劑。

至此，蘇聯(lián)探月計(jì)劃暫時(shí)結(jié)束