В итоге получилось схема, кажущаяся сложной и рискованной, но устраняющая многие технические проблемы. На высоте 7 км из спускаемого аппарата выходил вытяжной парашют, на высоте 4 км – тормозной, на высоте 2,5 км – основной. Космонавт в кресле катапультировался из спускаемого аппарата со скоростью 20 м/с еще до выхода вытяжного парашюта. Сначала кресло выпускало стабилизирующий парашют, чтобы остановить возможное кувыркание, на высоте 4 км он отцеплялся, а в действие вступал основной парашют космонавта, который в буквальном смысле выдергивал его с «насиженного места», – космонавт и кресло тоже приземлялись отдельно. Запасной парашют вводился в случае отказа основного. Кстати, в случае отказа систем отстрела люка и катапультирования космонавт вполне мог приземлиться и внутри шара – это была бы жесткая посадка, но в любом случае он остался бы жив. Наибольшие опасения в данном случае у конструкторов вызывала возможность «заваривания» люка – тогда пилот не смог бы выбраться из аппарата самостоятельно, что грозило ему серьезными неприятностями.

Для наблюдения за космическим пространством в спускаемом аппарате были прорезаны три отверстия под иллюминаторы. Первый располагался над головой пилота – в отстреливаемой крышке входного люка. Второй находился сверху и справа. Третий был устроен прямо под ногами пилота, в крышке технологического люка – на нем был размещен оптический ориентатор «Взор», с помощью которого космонавт мог сориентировать корабль в пространстве при переходе на ручное управление.

Разумеется, внутри спускаемого аппарата были созданы достаточно комфортабельные условия для жизни. Ведь в случае отказа тормозной установки космонавт мог остаться там на неделю. В специальных стойках кабины были закреплены контейнеры с запасом еды, резервуар с консервированной водой (пить ее можно было через мундштук), емкости для сбора отходов. Система кондиционирования поддерживала нормальное атмосферное давление, температуру воздуха на уровне от 15 до 22 °C и относительную влажность в пределах от 30 до 70 %.

Окончательная компоновка «Востока», таким образом, определилась. По тем временам это был действительно уникальный аппарат, вобравший в себя новейшие технологии. Всего в различных системах корабля были использованы: 421 электронная лампа, более 600 полупроводниковых транзисторов, 56 электродвигателей, около 800 реле и переключателей. Суммарная длина электрических кабелей составила 15 км!

Корабль «3КА» был ненамного тяжелее «1К» (если «1К» № 5 весил 4563 кг, то беспилотный «3КА» № 1 – 4700 кг). И конечно же, первый пилотируемый «Восток» собирались облегчить, насколько это возможно, но у Королёва были большие планы по использованию этих кораблей в будущем, и его не устраивала грузоподъемность лунного блока «Е». Поэтому воронежское ОКБ-154 Семёна Ариевича Косберга получило техзадание на конструирование более совершенного двигателя на основе «РО-5». Двигатель «РО-7», работающий на топливной смеси керосин-кислород, был создан за один год и три месяца.

С новой третьей ступенью ракета, получившая вслед за кораблем название «Восток», обрела завершенный вид. Но доработка узлов, дополнительные тесты двигателей заняли время, поэтому в установленные сроки ракетчики не уложились – новые корабли подготовили только к февралю 1961 года. А кроме того, ударные силы ОКБ-1 опять пришлось отвлечь на запуск межпланетных станций в «астрономическое окно». На этот раз в центре внимания была «утренняя звезда» Венера.

Настало время реабилитироваться за провал марсианской программы. Первый запуск четырехступенчатой ракеты «Мечта» с автоматической станцией «1ВА» № 1 на борту состоялся 4 февраля. Станция вышла на околоземную орбиту, однако отказал преобразователь тока в системе энергоснабжения разгонного блока «Л», двигатель блока не запустился, и станция осталась в околоземном пространстве. Как обычно, о проблемах не сообщалось: в открытой печати было сказано только, что на орбиту выведен «тяжелый научный спутник». На Западе станцию «1ВА» № 1 окрестили «Спутником-7», и долгое время муссировался слух, что на ней находился пилот, который погиб во время полета, а потому имя его было засекречено.

Новый «космический» год начинался неудачно, однако советским ракетчикам удалось переломить негативную тенденцию. Злополучный преобразователь тока на следующем блоке «Л» герметизировали, и 12 февраля стартовала «Молния», которая вывела в космос венерианскую станцию «1ВА» № 2. На этот раз все прошло почти идеально: аппарат ушел с околоземной орбиты и удостоился официального имени «Венера-1». Проблемы появились позже. Согласно данным телеметрии, отказал привод жалюзи системы терморегулирования, из-за чего нарушился температурный режим внутри приборного отсека станции. Кроме того, была зафиксирована неустойчивая работа «Венеры-1» в режиме постоянной солнечной ориентации, необходимой для зарядки аккумуляторов от солнечных батарей. Автоматически запустился режим «грубой» ориентации с закруткой аппарата вокруг оси, направленной на Солнце, и выключением, для экономии энергии, почти всех систем, кроме программно-временного устройства. В таком режиме связь осуществлялась через всенаправленную антенну, а следующий сеанс связи мог начаться автоматически по команде только через пять суток.

17 февраля измерительный пункт под Евпаторией вышел на связь с «Венерой-1». Расстояние до станции в тот момент составляло 1,9 млн км. Телеметрические данные снова показали отказ системы терморегулирования и сбои в режиме солнечной ориентации. Этот сеанс оказался последним – станция перестала отвечать на сигналы. Информация о проблемах на «Венере-1» была скрыта, и еще многие годы в разных изданиях утверждалось, что станция полностью выполнила научную программу. Впрочем, это не имеет существенного значения, ведь главное – впервые в истории вымпел, сделанный на Земле, отправился к другой планете Солнечной системы. И это был советский вымпел.

9 марта трехступенчатая ракета-носитель «Восток» стартовала с первой площадки полигона Тюра-Там и вывела на орбиту высотой 183,5 в перигее и 248,8 км в апогее космический корабль «ЗКА» № 1 («Четвертый космический корабль-спутник»). Это был самый тяжелый беспилотный корабль-спутник – он весил 4700 кг. И его полет в точности воспроизводил одновитковой полет пилотируемого корабля. Катапультируемое кресло пилота занял одетый в скафандр манекен, прозванный испытателями «Иваном Ивановичем». В его грудную и брюшную полости специалисты поместили клетки с мышами и морскими свинками. В некатапультируемой части спускаемого аппарата находился контейнер с собакой Чернушкой.

Сам полет прошел хорошо. Но после торможения не отстрелилась гермоплата кабель-мачты, из-за чего спускаемый аппарат не отделился от приборного отсека – это могло обернуться гибелью корабля. Благодаря высокой температуре при входе в атмосферу кабель-мачта сгорела, и разделение все-таки произошло. Непредвиденный сбой привел к перелету расчетной точки на 412 км. Однако по итогам обсуждения на заседании Госкомиссии испытания были признаны успешными, а риск для будущего космонавта – допустимым.

В советских газетах писали: «Чудо современной техники – космический корабль весом в 4700 килограммов – не только облетел вокруг Земли, но и совершил посадку в заданном районе Советского Союза. Это исключительное достижение наших покорителей Космоса с большим восхищением встречено всем миром. Теперь уже никто не сомневается, что чудесный гений советского народа в недалеком будущем осуществит дерзновеннейшую мечту – пошлет человека в Космос…»