Фактически здесь описана принципиальная схема полета космического корабля, известного позднее под названием «Восток». За его разработку взялся талантливый конструктор и будущий летчик-космонавт Константин Петрович Феоктистов. Позднее он вспоминал (цитирую по фонозаписи, сделанной 4 декабря 1990 года):
«С конца 1957 года я стал работать в ОКБ-1 главного конструктора С. П. [Сергея Павловича] Королёва. В это время там уже начались работы в группе Глеба Юрьевича Максимова по автоматам к Луне и Марсу, начали размышлять над пилотируемыми полетами. Когда я пришел, Михаил Клавдиевич Тихонравов предложил разделить две темы: пилотируемые корабли – это одно дело, а автоматы – другое дело. Выбирайте, кому что по душе. Я выбрал „пилотируемые корабли“, а Глеб выбрал „автоматы“.
До меня занимался этим [Константин Семёнович] Шустин, очень толковый и грамотный инженер. Была идея – начать с крылатой машины. Но быстро стало понятно, что это очень сложно. Зиму мы возились, смотрели разные варианты и пришли к апрелю к однозначному варианту, что это должен быть бескрылый аппарат.
Основные принципиальные решения закрепились тем, что к этому времени сложился образ корабля. Выбрали форму аппарата – сфера. Это было решающее, с моей точки зрения, преимущество, так как дало нам возможность избавиться от серьезных аэродинамических и тепловых исследований. Сфера очень хорошо известна, ее характеристики являются эталоном тела для всех аэродинамических труб. В общем, это моя, конечно, идея, но я тут не вижу особой заслуги интеллекта.
Мы просматривали всякие конусы, зонтики, и однажды Шустин мне рассказал, как он ездил в НИИ-1 к нашим коллегам, которые занимались этим же делом. Конструкторы [Александр Сергеевич] Будник, брат Будника [Василий Сергеевич Будник], и Кузьмин Евгений Петрович искали путь решения проблемы спуска с орбиты. Они мне рассказали, что у них есть идея посмотреть полусферу, и показали, как они „рисовали“ полусферу в потоке воздуха. Я сначала засмеялся, потому что сразу видно, что появляется „взрывная зона“, всё неустойчиво, будет качаться, центр тяжести куда-то уходит. А потом я понял, что правильно – делать сферу. „Схватились“ мы за нее. Это был конец апреля [1958 года]».
Быстрое торможение в плотных слоях атмосферы шарообразного космического корабля могло вызвать перегрузку до 10 g, но испытания на добровольцах в ГНИИИ авиационной медицины показали, что тренированный человек вполне способен выдержать десятикратную перегрузку.
Затем разработчикам показалось, что при падении в атмосфере шар будет беспорядочно крутиться, что может привести к непредсказуемым последствиям в момент приземления. Но и эти сомнения были тут же разрешены проведением простейшего опыта. В то время работники отдела № 9 увлекались игрой в пинг-понг. Кому-то из членов группы Феоктистова пришла в голову мысль использовать в качестве модели пинг-понговый шарик с небольшой нашлепкой пластилина в нижней части для создания эксцентриситета. Шарик бросали со второго этажа в лестничный пролет, и он всегда падал именно на нашлепку – устойчивость формы была продемонстрирована экспериментально.
Одной из наиболее серьезных проблем была защита корабля от перегрева при входе в плотные слои атмосферы. Существовавшие конструкционные материалы таких температур не выдерживали. Поэтому проектанты решили использовать тот же принцип, что и для головных частей межконтинентальных ракет «Р-7», – на спускаемый аппарат наносили асботекстолит, который испарялся в потоке набегающего воздуха, поглощая избыточное тепло.
Сначала проектанты и не думали о разделяемом корабле, собираясь возвращать его на Землю целиком. Только вот изготовить весь корабль в виде шара не позволяли габариты ракеты, поэтому его поделили на две части: сферический спускаемый аппарат (СА), в котором находился пилот, и приборный отсек (ПО), сгоравший после разделения в атмосфере. Чтобы не усложнять конструкцию корабля системой мягкой посадки, было решено катапультировать пилота из спускаемого аппарата на высоте нескольких километров – такую схему предложил еще в 1956 году Владимир Яздовский. Она давала дополнительный плюс: катапультирование можно было использовать при аварии ракеты на начальном участке выведения.
Первоначальный облик будущего космического корабля определился. Константин Феоктистов подготовил доклад для главного конструктора и представил его в июне 1958 года. Королёв поддержал новую компоновку и поручил написать официальный отчет по проекту «Объект Д-2» (так в бюро назывался космический корабль для орбитального полета) в течение двух месяцев.
В середине августа отчет под названием «Материалы предварительной проработки вопроса о создании спутника Земли с человеком на борту» был выпущен. В нем указывалось, что с помощью трехступенчатой ракеты-носителя на орбиту искусственного спутника Земли можно вывести корабль массой 4,5–5,5 т. Там же были приведены расчеты в обоснование выбора формы спускаемого аппарата и рассматривались шесть вариантов компоновки.
15 сентября 1958 года Сергей Королёв подписал окончательный отчет по кораблю-спутнику, а на следующий день направил письма в Академию наук СССР, руководителям ракетной отрасли и Совету главных конструкторов с уведомлением о завершении исследований, позволяющих приступить к разработке «пилотируемого спутника Земли».
На Совете главных конструкторов, состоявшемся в ноябре 1958 года, было заслушано три доклада: о проекте автоматического спутника-фоторазведчика, о проекте аппарата для полета человека по баллистической траектории и о проекте пилотируемого орбитального аппарата. После обсуждения из двух последних проектов был выбран именно пилотируемый орбитальный. Ему же конструкторы дали наибольший приоритет по сравнению с фоторазведчиком, хотя Министерство обороны настаивало на обратном.
Чтобы ускорить процесс подготовки чертежей, Сергей Павлович приказал расформировать группы, трудившиеся в ОКБ-1 над различными системами корабля, и объединить специалистов в новообразованном секторе, который возглавил Константин Феоктистов. Ведущим конструктором корабля, получившего красивое и многозначительное название «Восток», стал Олег Генрихович Ивановский, до того участвовавший в создании спутников и лунников.
Инженер-конструктор Владимир Михайлович Молодцов вспоминал (цитирую по его статье «История проектирования корабля „Восток“», 2001):
«Надо сказать, что многие возникавшие тогда идеи являлись подлинными изобретениями, но никто и не думал оформлять индивидуальные и даже коллективные заявки на эти изобретения. Времени на оформление этих бюрократических процедур не было. Всё время поглощалось творческой работой.
Как, например, появилось название корабля „Восток“? А вот как. Однажды состоялся неофициальный конкурс предложений по названию корабля. Предлагалось несколько вариантов. Я же предложил название „Восток“. Подоплекой здесь был известный в то время афоризм „Ветер с Востока преобладает над ветром с Запада“, а поскольку, создавая свой корабль, мы стремились опередить Запад, т. е. Америку, то слово „Восток“ как раз подходило для названия корабля. Этот вариант был одобрен и принят руководством в качестве официального названия корабля».
