К следующему запуску готовились с особой тщательностью. 16 августа состоялся торжественный вывоз ракеты на старт с расчетом запустить ее на следующий день. Неожиданно на носителе забраковали главный кислородный клапан, и пришлось задержать пуск, пока специальным рейсом не привезли новый из Куйбышева-Самары. Больше всех по этому поводу переживали медики. Они уверяли, что подопытные собаки от непривычной обстановки стартовой позиции «сойдут с ума» раньше, чем доберутся до космоса. Но животные стоически перенесли задержку.

19 августа 1960 года с полигона Тюратам успешно стартовала ракета-носитель «Р-7А», которая вывела на орбиту высотой 306 км в перигее и 339 км в апогее беспилотный корабль «1К» № 2 массой 4600 кг, получивший официальное название «Второй космический корабль-спутник». На его борту находились собаки Белка и Стрелка (из рабочих документов следует, что до полета их звали Вильной и Каплей соответственно). Обе собаки были небольшими и светлой масти. Белка весила четыре с половиной килограмма, Стрелка – на килограмм больше. Как и у Лайки, у новых собак-космонавтов регистрировались артериальное давление, электрокардиограмма, тоны сердца, частота дыхания, температура тела и двигательная активность. На орбите они были не одни: в отдельном герметичном контейнере, расположенном в той же катапультируемой установке, находились две белые крысы и двенадцать белых и черных мышей, насекомые, растения и грибы. Вне катапультируемого контейнера помещались еще двадцать восемь мышей и две крысы. Кроме того, в спускаемом аппарате разместили пакеты с семенами различных сортов кукурузы, пшеницы и гороха, чтобы проверить воздействие космического полета на их урожайность.

Наблюдения за животными велись с помощью системы «Селигер» с двумя телекамерами, снимавшими собак анфас и в профиль. На Земле изображение фиксировалось на кинопленку. Благодаря этой съемке, а также расшифровке медицинских параметров выяснилось, что на четвертом и шестом витках Белка вела себя крайне неспокойно, билась, старалась освободиться от привязных ремней, громко лаяла. Потом ее вырвало. Позднее этот факт называли в числе определивших выбор длительности первого полета человека – один виток.

Перед спуском с орбиты вновь отказала основная система ориентации, построенная на инфракрасной вертикали. Сергей Королёв был в бешенстве, но его успокоили, объяснив, что это хороший шанс испытать резервную систему, ориентирующуюся по Солнцу. 12 августа Научно-измерительный пункт № 4 (НИП-4, Енисейск) выдал команду на запуск программно-временного устройства «Гранит-5В», обеспечивающего последовательность операций спуска.

Сработала тормозная установка ТДУ-1, спускаемый аппарат отделился от приборного отсека, вошел в атмосферу и приземлился в треугольнике Орск-Кустанай-Амангельды с отклонением лишь на 10 км от расчетной точки. Он пробыл в космосе 1 сутки, 2 часа и 23 минуты, совершив 17 витков вокруг Земли.

В отличие от предыдущих собак, клички и факт гибели которых надолго засекретили, Белка и Стрелка стали знаменитыми. Во многих советских школах после возвращения корабля проводились специальные уроки хорошего отношения к дворнягам. Рассказывают, что на Птичьем рынке в Москве резко увеличился спрос на беспородных щенков.

Собаки быстро реабилитировались после полета. Позднее Стрелка дважды приносила здоровое потомство – шесть щенков. Каждый из них был на учете, и за него персонально отвечали. Через год, в августе 1961-го, Никита Сергеевич Хрущёв отправил щенка по кличке Пушок в подарок Жаклин Кеннеди, жене президента США.

Злополучную систему ИКВ, которая подвела уже во второй раз, решили с будущих кораблей снять. Основной стала схема солнечной ориентации с фотоэлектрическим прибором «Гриф» – на нее же вывели два контура управления микродвигателями, оставив третий за пилотом.

Хотя запуск и полет нового корабля «1К» состоялись значительно позже намеченного, ракетчики вдохновились очевидным успехом, имевшим широкий международный резонанс, и задумали осуществить запуск пилотируемого корабля в декабре 1960 года!

Чтобы обосновать реальность осуществления столь амбициозного плана, Сергей Королёв во второй половине августа поручил своему бюро ударными темпами разработать модификацию пилотируемого корабля «Восток-3», получившую в документах обозначение «ЗКА» («Восток-3А») и рассчитанную на одновитковой полет. В корабле предлагалось разместить оборудование, прошедшее проверку на других кораблях, и снабдить его системой аварийного спасения. При этом, в случае отказа ТДУ-1, ресурсы корабля позволяли ему поддерживать жизнедеятельность космонавта десять полных суток – под такое время выбиралась и орбита, чтобы в случае проблем «3КА» сам сошел бы с нее, тормозя в верхних слоях атмосферы.

В правительстве поддержали смелую идею. 11 октября 1960 года вышло Постановление ЦК КПСС и Совета министров № 1110-462сс, в котором предписывалось «осуществить подготовку и запуск космического корабля „Восток“ с человеком на борту в декабре 1960 года и считать это задачей особой важности». Чтобы высвободить силы ОКБ-1 и смежников, тем же постановлением предписывалось изменить план освоения космического пространства, сдвинув на 1961 год запуски высокоорбитального спутника «Электрон», лунников «Е-6» и «Е-7». Однако вскоре план снова пришлось поменять, ведь за первым серьезным успехом последовала длинная череда неудач и даже трагедий.

В сентябре 1960 года образовалось так называемое «астрономическое окно», подходящее для запуска научно-исследовательских аппаратов к Марсу. Сергей Королёв и здесь собирался захватить исторический приоритет. Станцию «1М» массой 500 кг собирались пускать с помощью новой модификации ракеты – четырехступенчатой «Р-7А», снабженной разгонными блоками «И» и «Л». Позднее ракета получила название «Молния». Из-за задержек с подготовкой космического аппарата и ракеты старт всё время откладывался. В конце концов, когда надежды на то, что станция пройдет вблизи Красной планеты, уже не оставалось, запуск состоялся: 10 октября 1960 года ракета-носитель «Молния» с аппаратом «1М» № 1 ушла со старта. Однако тут же потерпела аварию. Причину установили довольно быстро. Еще на участке работы блока «А» (второй ступени) начали нарастать резонансные колебания в блоке «И» (третьей ступени). В результате сильнейшей вибрации произошло нарушение командной цепи, и ракета стала отклоняться от траектории. Двигатель блока «И» включился, но проработал всего 13 секунд до отказа системы управления на 301-й секунде полета. Верхние ступени вместе с автоматической станцией разрушились при входе в плотные слои атмосферы над Восточной Сибирью; остатки ракеты упали в 320 км северо-западнее Новосибирска.

Специалисты лихорадочно подготовили запуск с автоматической станцией «1М» № 2. Он состоялся 14 октября, и опять – авария. На этот раз нарушилась герметичность системы подачи жидкого кислорода. Керосиновый клапан блока «И», облитый жидким кислородом, замерз, и двигатель не смог включиться. Третья ступень и станция сгорели в атмосфере. Обломки ракеты упали в Новосибирской области. Марс в том году остался недоступен.

Но самое страшное произошло через десять дней – 24 октября. В тот день на 41-й площадке полигона Тюратам готовили к запуску боевую межконтинентальную ракету «Р-16» конструкции Михаила Кузьмича Янгеля. Обратимся к воспоминаниям Бориса Евгеньевича Чертока (цитирую по книге «Ракеты и люди: Фили – Подлипки – Тюратам», 1999):