在发射过程中，卫星安置在“E舱段”的顶部，外部用锥形可抛式整流罩覆盖。此外，在运载火箭箭体上安装了2 个带天线的无线电转发器、宇宙射线计数器、用于确定飞行弹道的无线电系统，以及用于制造人造彗星（钠云） 的设备。
尽管人们小心翼翼地研制了卫星的各个部分，早期阶段，苏联的学者和设计师们还是遭遇了失败。
在1958年9月23日的发射过程中，由于飞行到87秒时火箭箭体发生爆炸，E—1被毁。
1958年10 月11 日的再次发射依然没有成功，在飞行到104秒时，由于发动机出现了脉动压力，火箭结构出现共振导致火箭被毁。
1958年12月4日的发射依旧是以“小七”的失败告终——这次 A舱段过氧化氢泵的增效减压阀受到损坏，发动机推力因此急剧下降，意外情况处理系统关闭了发动机。
直到1959年1 月2 日，P—7 A运载火箭（8К72，编号Б1—6，“月球东方号”） 携带着E—1 型探月卫星发射成功，在塔斯社的通讯中它被称为“第一枚深空火箭”，在新闻中被称作“探月者”和“梦想号”。在人类历史上，人造物体首次达到了第二宇宙速度，飞行速度达到11．4千米/秒。
在“E舱段”发动机关闭后，探月卫星进行了分离。之后是两个分离体各自飞行——发射后经过34 小时，它们飞到了距离目标6400千米的地方，越过了之前计算的月球进入点，离开了地心轨道。
造成失误的原因是一个很普通的疏忽，与庆祝新年有关。无线电控制系统的研制者之一在1月1日设置无线电控制A站点的天线盘时，引入了2°误差——本应设置成42°，他却设成了44°。没有人对他的操作进行检查，因为正在过新年。飞行过程中，解算设备中方向指示器的数据是正确的，但是目标的角度参数却一直带着误差，这个误差被当成飞行弹道与计算弹道之间的误差。这样解算设备就没有关闭中心舱段的发动机，而是一直等待目标的角度误差减小到允许范围。其结果是发动机一直工作到燃料耗尽，而“E舱段”则在一个随机的区域被启动。
当然，任何一个错误总会伴随着一些“好处”。由于卫星已经进入深空，人们因此能够知道航天测控系统的实际作用范围：“卡玛—E”雷达站的作用距离是2万千米，而“PTC—E1 ，2”雷达则能够作用到50万千米左右。
而当权者连眼睛都没有眨一下就宣称，从月球旁边飞过是早就设计好的方案。E—1卫星被称作“月球1 号”，并称之为“第一颗人造行星”。
天文学家什科洛夫斯基和科特建议采用“光学”手段证明火箭是否飞向了月球，即在卫星上装载1 千克的钠，使之迅速蒸发，产生人造“彗星”。1959年1月3日，人造彗星在距离地球113000千米的地方出现了。白天看上去其亮度等效于一颗六等星。美国人直到2个月以后，即1959年3 月3 号发射了“先驱者4 号”，太空中才出现了第二颗人造太阳系行星。
根据“月球1号”航天器的飞行结果，同时考虑到运载火箭能够发射的有效载荷重量有所增加，后续探月卫星的结构也出现了一些变化，于是对“E模块”和卫星进行了改造。其中包括增加了更灵敏的磁力计。此外，卫星上安装了不是1 个而是2 个作为标志物的金属球。经过这些改造后，航天器的代号变更为E—1A。
第一颗E—1 A探月卫星于1959年6月18日发射。在飞行到第153秒时，第二级火箭工作期间，惯性导航系统出现故障（陀螺平台），于是在地面发出控制指令后，火箭引爆自毁。
为了避免因失败而延误时间，人们在秋天再次发射之前，直接准备了2枚运载火箭和3个完全一样的航天器。
这一次发射计划安排在1959年9月6日，但是由于在地面准备过程中，自动控制系统出现失误，发射被取消。之后发射被推迟到9月8号，但是由于氧化剂储箱增压器的故障，发射再次后延。E—1A月球探测器的第三次发射准备工作安排在1959年9月9日，但是在助推火箭已经点火后，主发动机点火指令最终还是未能发出，火箭被运回装配试验楼。
E—1 A卫星（后来被称作“月球2号”） 终于在1959年9月12日发射成功（运载火箭编号8К72 ，“月球东方号”航天器编号为Б1—7Б）。它完成了从地球飞往另外一个自然天体的历史性航程。1959年9月14日，莫斯科时间0时2分24秒，人们记录到它撞击到月球的信号。苏联的标志物被带到雨海西边的月沼地区，距离阿里斯基、阿基米德、奥托利克等月坑很近，而在月面可见的圆盘中距离中心800千米（坐标点大致为北纬29．1 ° ，经度0 °）。现在这片地区被称为“月湾”。
这次成功的月球探测活动正逢其时。1959年9月15日，在庆祝“月球2号”发射成功的第二天，赫鲁晓夫访问美国，并向当时的美国总统艾森豪威尔赠送了一个到达月球的标志物的复制品和一枚特为庆祝此次成功而制作的金制徽章。在美国人面前，赫鲁晓夫说：“我们相信，美国工作在航天领域的优秀学者、工程师和工作人员，一定会将自己的标志物送往月球。苏联的标志物作为抵达月球的先驱，将向你们的标志物问候，它们在月球上会友好和平地相处，正如我们和你们在地球上保持着友谊与和平，就像全人类友好和平地生活在我们共同的地球母亲上面一样，因为地球以她的所有养育了我们……”
3．6 月球的背面
月球探测计划的下一步是建造E—2 和E—2A月球卫星，用于对月球背面成像，并将影像传回地球。为了完成预定任务，航天工作者们提出了大椭圆轨道方案，近乎直接将航天器“扔向”月球。
无人月球探测器E—2系列与早先发射的航天器有很大不同。最根本的结构差异在于：在其沿轨道飞行的过程中，特定阶段下，航天器将成为定向航天器，并对之前选定的天体目标进行观察，在当时的情况下，就是对月球进行观测。其次，作为定向系统的电源采用了太阳能电池板，而不是蓄电池。
E—2月球探测器的结构采用了密封的圆柱状铝合金容器，连接着球状底部（容器的长度为1．3米，平均直径94厘米）。
卫星外表面安装有太阳能电池板、温度调节系统的百叶窗、无线电系统的天线、舷窗盖、科研设备的传感器、调姿系统的传感器和小推力发动机等。卫星内部的框架上安装有无线电系统、自动机构和科学研究的各种设备，以及“叶尼塞”成像系统和供电系统的成排缓冲器。