Разработанной теории, на которую можно было опереться, еще не существовало. Тем более не было опыта разработки пилотируемых кораблей. Руководствовались показаниями запусков спутников и станций, а также научной интуицией. Сила тех, кто проектировал корабль, по их словам, состояла в том, что у них была единая цель и твердая вера в успех. И кроме того, добавляют они, «мы верили в Сергея Павловича Королева».
Несмотря на все трудности, техническая документация на беспилотные корабли и на соответствующие экспериментальные установки была в основном разработана летом 1959 года (чертежи корпуса отсеков корабля были выпущены раньше — весной и в начале лета), и к осени 1959 года уже началась сборка экспериментальных отдельных механизмов, агрегатов, двигательной установки, конструкции и оборудования корабля, тепловой защиты. Велись работы, связанные с самолетными испытаниями системы приземления, отработкой бортовых приборов и систем на комплексном электрическом стенде и т. п.
Средства приземления решили испытать, сбрасывая с самолета макеты будущего спускаемого аппарата. Руководил этими испытаниями Флеров, бывший механик первых планеров и самолета С. П. Королева. Сергей Павлович напутствовал его: «Помни одно: самое главное, чтобы никаких несчастий с людьми. Безопасность летчиков — главное». Старый товарищ не подвел — испытания прошли без сучка и задоринки.
Основной объем экспериментальных работ был выполнен в конце 1959 — первой половине 1960 года.
Чтобы обеспечить надежное определение пространственного положения и скорости, ориентирование корабля по Солнцу в полете и осуществление посадки, были разработаны хитроумные системы. И одна из этих систем, чего и опасался Сергей Павлович, «подставила ножку» при первом же испытании корабля-спутника.
…Состоялся этот пробный пуск 15 мая 1960 года. Кабину пока вместо человека заняли мыши, мухи-дрозофилы, водоросли… Они и летавшая до них Лайка были как бы живыми индикаторами, помогали судить о том, как действует на все живое космос.
Эксперимент начался и шел нормально, по радио поступала информация. Она подтверждала: корабль-спутник на расчетной орбите, в кабине поддерживаются жизненные условия. На 64-м витке, ночью 19 мая, завершилась программа исследований. Была подана команда на включение двигательной тормозной установки и отделение спускаемого аппарата от приборного отсека. Тут и началось непредвиденное. Кабина, правда, отделилась, но… вместо того чтобы начать спуск, поднялась на еще более высокую орбиту. И все из-за того, что система ориентации не обеспечила точного направления тормозного импульса. Всем, бывшим на КП, невольно вспомнились слова Сергея Павловича об особой ответственности этой операции.
Профессор К. Давыдов вспоминает о том, как воспринял Королев события той ночи, когда корабль вместо возвращения «домой» перешел на другую орбиту. Они ехали с работы вместе на машине. Не доезжая квартала до дому, Сергей Павлович предложил пройтись пешком. Было раннее московское утро. Сергей Павлович возбужденно, с каким-то восторженным удивлением вспоминал подробности ночной работы. Давыдов с недоумением и некоторым раздражением слушал его, так как сам воспринял итоги работы как явно неудачные. Ведь они не достигли того, к чему стремились, не смогли вернуть на Землю корабль. А Сергей Павлович увлеченно рассуждал: это первый опыт маневрирования в космосе, это первый переход с одной орбиты на другую. Заметив удрученный вид Давыдова, он со свойственным ему оптимизмом утешил его: «А спускаться на Землю корабли будут, куда надо и когда надо. Обязательно!»
Нельзя сказать, конечно, что неудача совсем не затронула его сердце. Ведь приближался полет в космос человека.
Вполне естественно, что перед следующим пуском Сергей Павлович особо следил за системой ориентации и посадки. Кабину на этот раз заняли собаки Белка и Стрелка. В специальных космических «платьицах» в ночь на 19 августа 1960 года они заняли свои «рабочие» места у автоматических кормушек. Вместе с ними было сорок мышей, две крысы, насекомые, растения. В процессе подготовки к старту возникали непредвиденные осложнения: то оказалось, что анализатор космических частиц заранее нельзя ставить в кабину, а надо ухитриться поместить его туда за считанные минуты до старта; то в самый последний момент оставалась незастегнутой одна из перегородок в кабине. Все эти мелочи потом тщательно анализировались, чтобы впредь они не создавали помех.
Но вот все трудности позади: второй корабль-спутник взлетел и 17 раз обернулся вокруг Земли. Наступил решающий момент.
— Давайте команду на спуск, — говорит Сергей Павлович с нотками напряжения в голосе.
На 18-м витке на борт корабля поступила команда о приземлении. На Земле ждут: произойдет ли торможение? Радиосигналы с корабля пропали, — значит, он сошел с орбиты. Сергей Павлович связывается со средствами пеленгования отделившегося от приборного отсека спускаемого аппарата. Вскоре его губы трогает улыбка: «Спускаемый аппарат запеленгован».
Потом стало известно, что кабина прошла 11 тысяч километров от начала спуска до высоты 7 километров, а с этой высоты спускалась на парашютах. При этом собаки катапультировались и спустились в контейнере на своем парашюте. Кабина и контейнер, целые и невредимые, приземлились в районе Орска, в точке, отстоящей от расчетной всего на 10 километров.
— В очень хорошем месте контейнер приземлился, — рассказывал потом Сергей Павлович корреспондентам. — На ровном лугу, рядом с пашней. Работавшие в поле колхозники заметили необычный аппарат, окружили его. Кто-то даже постучал в стенку: не будет ли голоса? Но тут над головами людей появился самолет и сбросил на парашютах трех специалистов. Они открыли люк — и оттуда на удивление колхозникам выскочили обыкновенные собачонки…
Так впервые в мире было осуществлено благополучное возвращение из космоса корабля-спутника с живыми существами. Кто-то шутя сказал: «А все-таки бог есть!» Сергей Павлович, подхватил шутку, ответил: «Если и есть, то он за коммунистов».
Очень интересовала Сергея Павловича радиационная опасность на орбите. Мощность дозы радиации, полученной собаками, была невелика. При спокойном Солнце, сделал он вывод, полет людей в околоземном пространстве не опасен.
1 декабря 1960 года состоялся запуск третьего корабля-спутника на орбиту вокруг Земли. На борту корабля — собаки Пчелка и Мушка. Полет начался и проходил успешно, но на Землю животные не вернулись: траектория снижения отклонилась от расчетной, и корабль-спутник прекратил свое существование при входе в плотные слои атмосферы. А уж совсем близок был старт человека на орбиту. Можно понять, как тяжело переживал случившееся Королев. Космонавты решили повидаться с Сергеем Павловичем. Встретились. Поговорили. Сослались на случаи из авиации, где и на освоенных самолетах бывают происшествия. Ну а что касается четвероногих разведчиц, шутили космонавты, то дворняжка — она и в космосе дворняжка. С человеком бы такого не произошло.
— Откажут автоматы, — говорил Юрий Гагарин, — возьмемся за ручное управление.
Сергей Павлович был тронут их словами, заметно повеселел.
Но, несмотря на неудачу, этот полет сделал свой вклад в науку.
На вечере чествования М. К. Тихонравова (в центре). С. П. Королев — второй слева. 1960 год.
2 декабря произошла вспышка на Солнце. Приборы корабля засекли двенадцатиминутное возрастание интенсивности космических лучей. Эти данные были посланы на Землю и внимательно изучены нашими учеными вместе с Королевым.
— При отсутствии мощных вспышек — летать безопасно, — подтвердил свой вывод Сергей Павлович.
Итак, год 1960-й — год подготовки к штурму человеком космоса — был для Сергея Павловича особенно напряженным. Шесть раз в этом году по 10–12 дней он был в командировках. 12 дней в августе он провел на космодроме, когда запускался корабль-спутник с Белкой и Стрелкой. Полмесяца его пребывания на космодроме потребовалось для пуска корабля-спутника с Мушкой и Пчелкой.