После выделения «шестерки» главный конструктов Сергей Королёв стал заметно больше уделять внимания космонавтам: приезжал в строящийся Звёздный городок, осматривал тренажеры и беседовал с кандидатами. 18 июня 1960 года Королёв пригласил их к себе в Подлипки-Калининград, чтобы познакомить с кораблем «Восток». Сначала сидели в кабинете, и Сергей Павлович увлеченно рассказывал о будущих полетах, о многодневных экспедициях и больших орбитальных станциях. Затем повел слушателей в цех Опытного завода, где стояли блестящие, пока без теплозащитной обмазки, шары спускаемых аппаратов. Главный конструктор весело поинтересовался, хочет ли кто-нибудь посидеть внутри корабля. Сразу вызвался Гагарин. Он шагнул вперед, нагнулся, быстро расшнуровал и сбросил ботинки, в носках стал подниматься по стремянке к люку. Королёву очень понравилось, что Гагарин снял ботинки. С тех пор Сергей Павлович стал к нему приглядываться и выделять среди остальных. Кстати, по сложившейся традиции и сегодня принято снимать ботинки, забираясь внутрь космического корабля. Каждому из участников исторической встречи Королёв подарил копию вымпела аппарата «Луна-2».

Первым из лидирующей «шестерки» выбыл Анатолий Карташов. Он позже остальных прибыл в отряд, но сразу же обратил на себя внимание руководства, был включен в лидирующую группу. Карташов, стараясь догнать остальных, тренировался очень интенсивно. Меньше чем за месяц он выполнил программу парашютных прыжков и приступил к тренировкам на центрифуге, причем часто шел на нарушение установленных методик. В результате 16 июля после одной из тренировок на спине Анатолия появились мелкие кровоизлияния – петехии. Сначала врачи думали, что это случайность. Однако повторные испытания подтвердили диагноз: проявление кровоизлияний говорит о неблагополучном состоянии сосудистого русла. Анатолия отправили на дополнительное обследование в госпиталь, а в апреле следующего года отчислили из отряда. Карташов еще долго служил в военной авиации.

Нелепая случайность вывела из игры Валентина Варламова. 24 июля он купался в Медвежьих озерах, неудачно нырнул с берега и, задев дно головой, почувствовал резкую боль. В госпитале Звёздного городка было проведено обследование и поставлен диагноз: смещение шейного позвонка. В тот же день его положили на «вытяжку». После лечения Варламов выписался и начал было тренироваться, но вскоре медицинская комиссия наложила запрет. Покинув отряд, кандидат не уехал из Звёздного городка, а стал работать заместителем начальника Командного пункта управления космическими полетами, затем старшим инструктором космических тренировок, специализировался на астронавигации.

Анатолия Карташова заменили Григорием Нелюбовым, вскоре ставшим одним из лучших. Вместо Валентина Варламова к занятиям приступил Валерий Быковский. Этот худенький старший лейтенант (он весил всего 63 килограмма) оказался необычайно выносливым: стандартную девятикратную нагрузку выдерживал в течение 25 секунд при норме 15 секунд, а от состояния невесомости получал сильное удовольствие.

Отобранной «шестерке» предстояло выдержать новые серьезные испытания – конструкторы корабля по-прежнему не могли точно сказать медикам, в каких пределах необходимо тренировать будущих космонавтов. К примеру, из «фирмы» Королёва пришло задание проверить слушателей на перегрузку выше 12 g, что выглядело рискованным, ведь в то время еще экспериментировали с позой в кресле центрифуги, и она была далека от оптимальной (добиться оптимальности удалось только в конце 1961 года). Первым, как всегда, вызвался Юрий Гагарин. И вся «шестерка» с честью выдержала испытание. При этом выяснилось, что наиболее устойчивы к перегрузкам Андриян Николаев и Валерий Быковский. Устойчивость Юрия Гагарина была оценена как «хорошая», и в этом качестве он не отличался от большинства.

Летом специалисты подготовили сурдокамеру – небольшое помещение, тщательно изолированное от мира. Сурдокамера имеет искусственное освещение, в ней царит глубокая тишина, а зрительная связь с внешним миром отсутствует. Хотя подобных условий на космических кораблях не бывает, сурдокамера позволяет проверить переносимость сенсорного голода и выявить скрытую клаустрофобию. Кроме того, в сурдокамере испытуемый развивает самоконтроль: учится рассчитывать свое время, засыпать и пробуждаться в точно заданный срок.

Слушатели по очереди отправлялись в сурдокамеру, оставаясь там под присмотром врачей на десять суток. Разумеется, они не сидели без дела, а по специальной программе выполняли разнообразные упражнения. Связь с ними устанавливалась при помощи сигнальных ламп. Испытуемый получал психологические задания, выполнение которых строго регистрировалось. Специальные приборы, установленные в сурдокамере, давали возможность записывать физиологические функции организма: электрические потенциалы мозга, мышц, кожно-гальванические реакции, частоту дыхания, электрокардиограмму.

Юрий Гагарин отправился в сурдокамеру 26 июля 1960 года. С собой он взял инструменты, чтобы мастерить. На каждый день было составлено расписание: с утра физзарядка, велоэргометр, ходьба и бег на месте, проведение анализов, а также наблюдения и отчеты о температуре, давлении в сурдокамере, ведение рабочего дневника и многое другое. Дежурные на связь не выходили, хотя и смеялись над шутками неистощимого на выдумки испытуемого. Избегая скуки, Гагарин загрузил себя дополнительной работой с астронавигационными приборами. Медики сразу отметили выдающуюся способность Юрия Алексеевича к естественному быстрому переключению от активной работы к полному расслаблению. В вынужденном одиночестве он читал стихи Александра Пушкина, Владимира Маяковского, пользовался библиотекой, подаренной будущим космонавтам издательством «Молодая гвардия». Увлеченно мастерил, напевая: «Я люблю тебя, жизнь…» Проведенное через десять суток изоляции обследование подтвердило: реакции были адекватными, отмечалась быстрая ориентация в окружающем пространстве, умение владеть собой, эмоциональная устойчивость, чувство юмора.

Кроме сурдокамеры, слушатели прошли через термокамеру, находясь в ней от получаса до двух часов при температуре воздуха +60–70 °C. Во время одной из таких «отсидок» Григорий Нелюбов, до того демонстрировавший хорошие показатели, потерял сознание, что было отмечено врачами. Возможно, тот момент стал поворотным в его жизни – он начал ощущать неуверенность в своих силах, хотя и продолжал упорно преодолевать одно препятствие за другим на пути к заветной цели. Юрий Гагарин перенес термокамеру нормально, как и другие члены отряда.

Особое значение в ЦПК придавалось упражнениям, направленным на укрепление вестибулярного аппарата. Индивидуальные программы составлялись для каждого слушателя с учетом его «слабого звена». При тренировках использовались батут, качели Хилова, кресло Барани и рейнское колесо, а также специальные стенды, позволяющие балансировать на неустойчивой опоре, комбинировать вращение и балансирование, создавать так называемые «оптокинетические раздражения» в виде мелькания объектов в поле зрения.

Поскольку конструкторы отказались от катапультируемой герметичной кабины, нужно было в кратчайшие сроки изготовить костюм, который защитил бы космонавта в случае разгерметизации. Скафандр «СК-1» разрабатывался инженерами завода № 918 в Томилине на основе высотного костюма «Воркута», созданного для пилотов самолета-перехватчика «Су-9». При этом возникли сложности. Сначала поступило техзадание на аварийно-спасательный костюм, который обеспечивал безопасность космонавта только при старте и посадке. Затем возобладало мнение, что нужно делать полноценный скафандр. Времени на состыковку защитного костюма с бортовой системой корабля уже не осталось, и был принят автономный вариант системы жизнеобеспечения скафандра, размещаемый в катапультируемом кресле космонавта. Оболочка для первого космического скафандра «СК-1» была во многом позаимствована у «Воркуты», но шлем сделали заново. Например, в нем был установлен специальный механизм, управляемый датчиком давления: если в корабле оно резко падало, механизм мгновенно захлопывал прозрачное забрало, полностью герметизируя скафандр.