联盟7K-L1号航天器精简而成，以便它们能被发射到环地-月的轨道上。这些探测器全部由质子运载火箭发射，其功率刚好足以将“探测器号”送入绕月的 "自由返回轨道"，而非进入环月轨道(与阿波罗13号紧急中止时的飞行轨道相同)。经过少量改装，探测器号能搭载两名宇航员。开始阶段，虽然新质子火箭和类似的新型联盟号飞船都存在严重的可靠性问题，但试飞仍坚持继续推进。1967年至1970年的大部分试飞(探测器4号至探测器8号)，在重返大气层期间都出现了问题。探测器号航天器只进行了无人驾驶的自动飞行，其中四艘发生了故障