Как и у королевской ГР-1 (8К713), орбитальная головная часть выводилась двумя маршевыми ступенями на низкую круговую орбиту и при подлете к цели тормозилась включением собственной двигательной установки. Но в отличие от ГР-1, для коррекции инерциальной системы управления использовалась не астросистема, а система «Каштан» на базе радиовысотомера РВ-21, который задействовался дважды – в начале и в конце орбитального участка полета.
С 16 декабря 1965 по май 1966 г. с НИИП-5 были запущены три ракеты по району «Кура» на Камчатке, но только два пуска прошли относительно успешно, а еще один пуск не состоялся. Первые пуски по орбитальному варианту 18 сентября и 2 ноября 1966 г. прошли аварийно. Только 25 января 1967 г. орбитальная головная часть, совершив почти полный оборот вокруг Земли, вышла в заданный целевой район Новая Казанка, удаленный на 300 км от стартовых позиций полигона Капустин Яр, с которых раннее пускались на полную дальность трофейные «Фау-2» и отечественные Р-1. Орбитальная головная часть была официально заявлена как спутник «Космос-139». Еще один пуск 22 марта закончился аварией. Далее с 17 мая 1967 г. по 8 августа 1971 г. в ходе сначала летных испытаний, а с 1970 г. – контрольных и учебно-боевых пусков на орбиту были выведены еще 14 «предназначенных для исследования космического пространства» спутников семейства «Космос» с номерами 160, 169, 170, 171, 178, 179, 183, 187, 218, 244, 298, 354, 365 и 433.
18 апреля 1968 г. при возвращении с орбиты «Космоса-218» впервые удалось спасти боевой блок с использованием парашютной системы. Летные испытания завершились 20 мая 1968 г., а уже после этого, 21 и 28 мая, выполнили два пуска на дальность МБР по «Акватории» на Тихом океане.
Американцы сразу поняли истинное назначение спутников «исследователей космического пространства» и развернули пропагандистскую компанию против вывода ядерного оружия в космос посредством системы бомбардировки с незамкнутой орбиты (Fractional Orbital Bombardment System, или FOBS).
Постановлением от 19 ноября 1968 г. Р-Зборб приняли на вооружение, а с 25 августа 1969 г. первые орбитальные ракеты встали на боевое дежурство. Всего в составе 98-й ракетной бригады на НИИП-5 было развернуто 18 шахтных пусковых установок с Р-Зборб.
Помимо очевидной возможности захода на цель с тыла, с южного направления, Р-Зборб имела ряд преимуществ перед МБР и при пусках через северные районы:
– внезапность появления перед радиолокаторами системы ПРО при полете на меньшей высоте (136 км вместо 1000 км и более);
