Поначалу невесомость представляла колоссальный психологический барьер для руководителей советской космической программы. Единственной «земной» возможностью испытать это ощущение была шахта лифта, преодолевавшего 28 этажей, — в Главном здании МГУ, одном из самых высоких строений в тогдашней Москве. Соорудили специальную клетку, которая совершала свободное падение в шахте и затем опускалась на «буфер» из сжатого воздуха.
Космонавты могли парить над полом клетки самое большее две-три секунды. Юрий Мозжорин, специалист-баллистик, работавший с Королевым, объясняет: «Это было наше первое погружение в океан неопределенности. Мы всего боялись. Вот почему Сергей Павлович выступал за постепенность. Первая космическая экспедиция с человеком на борту — один виток. Следующий полет — двадцать четыре часа. Следующий — три дня, чтобы понять, как человек это перенесет».
Американские астронавты НАСА летали по длинным параболическим траекториям на борту реактивных «Боингов-707». По идее, это были грузовые аппараты, но если убрать все сиденья и емкости для груза, в кабине появлялась масса свободного пространства. Астронавты могли парить до двух минут кряду — это более чем достаточно, чтобы разрешить мрачную тайну невесомости. Советские инженеры так и не додумались использовать подобным образом свои грузовые самолеты, по крайней мере — в начале 60-х годов. В ходе подготовки космонавты испытывали тридцать секунд «почти невесомости», извиваясь в заднем кресле истребителя МиГ-15, закладывавшего почти такую же параболическую дугу, но это было ненамного полезнее в практическом отношении, чем падать вниз в университетской шахте лифта. Титов вспоминал, что опыты на МиГе были дольно бесполезными, к тому же чересчур краткими: едва ли ощущения сильно отличались от тех, что он испытывал во время боевых тренировок. «Когда не очень удачно выполняешь сложный маневр, иногда чувствуешь что-то похожее, и в лицо тебе летит вся грязь и пыль с пола кабины. Эти короткие ускорения — еще не совсем невесомость. [В космосе] бывает совсем иначе, там тебе иногда приходится длительное время жить в условиях невесомости». Более того, кабины МиГов были так набиты оборудованием, что в них едва ли удалось бы приличным образом парить.
Страх перед невесомостью оставался непобежденным — по крайней мере на тот момент. Провели расчеты, согласно которым тормозные двигатели «Востока» должны были включиться задолго до того, как корабль завершит первый виток вокруг планеты. Это сводило период невесомости к минимуму. Однако существовала весьма небольшая вероятность, что из-за отказа тормозных двигателей аппарат может застрять на орбите еще на несколько оборотов вокруг Земли. Энди Олдрин ярко описывает риск, которому подвергался первый космический путешественник: «Ты поднимаешься на орбиту и вертишься вокруг Земли, а потом ракета, которая тебя доставила наверх, должна опять включиться, чтобы замедлить движение корабля и доставить тебя обратно, вниз. Если она не сработает, ты будешь вечно вращаться на орбите и медленно умирать… Конструкторы Королева предложили вывести первый пилотируемый аппарат на суборбитальную, более безопасную траекторию, но он ясно дал понять, что не хочет побеждать американцев с таким небольшим отрывом. Нет, он хотел выиграть с разгромным счетом».
Запасов воздуха на «Востоке» хватило бы на десять суток (шестнадцать сферических баков ожерельем опоясывали перемычку между шаром и приборным отсеком; одни резервуары содержали азот, другие — кислород, они чередовались друг с другом). Орбиту корабля специально рассчитали так, чтобы он пролетал над самым краем внешних слоев атмосферы: тогда в случае серьезных неполадок естественное трение в атмосфере в течение нескольких суток замедлит движение аппарата. Оставалось только гадать, случится ли это до того, как у космонавта кончится воздух, вода и пища.
С помощью академика Келдыша и его московских электронно-вычислительных машин Мозжорин вычислил, что сферический спускаемый аппарат «Востока» можно безопасно ввести обратно в атмосферу в конце первого же орбитального витка, если тормозные ракеты в приборном модуле сработают нормально. Но даже при хорошем состоянии ракет существовала вероятность, что тормозящий маневр придется отложить до тех пор, пока «Восток» не примет нужную ориентацию. Теоретически считалось, что тормозные системы можно запустить в любой момент, но не было гарантии, что они опустят капсулу в пределах территории Советского Союза.
Угол наклона орбиты «Востока» по отношению к экватору составит 65°. Каждый виток с запада на восток займет 90 минут. При этом Земля будет плавно вращаться, совершая полный оборот вокруг своей оси за 24 часа. Таким образом, при каждом обороте аппарат будет пролетать по разному маршруту — над разными участками Земли. Математика ситуации была ясна. Оптимальные условия для благополучного возвращения сложатся через час после начала первого витка или же спустя целый день — на середине семнадцатого витка. Запуск тормозных ракет на любом промежуточном витке оказался бы рискованным: аппарат мог опуститься в океан или же на иностранную территорию. В том и в другом случае возникла бы весьма щекотливая ситуация: могли бы раскрыться советские технологические тайны, а капиталисты стали бы хвастаться «спасением» космонавта, приземлившегося на территории их страны.
В конце концов решения всех этих политических проблем запечатали в три конверта и отправили в информационное агентство ТАСС. Содержавшиеся в них разнообразные документы подготовил Мозжорин — не только баллистик-картограф, но и специалист по пропаганде. Он настолько детально представлял себе, как и куда может сесть спускаемый аппарат по завершении полета, что для него было вполне естественно разработать необходимые меры на случай, если модуль все-таки приземлится за рубежами СССР. При такой незадаче ТАСС следовало вскрыть соответствующий конверт и передать в эфир содержащееся там сообщение. Мозжорину приказали подготовиться и к худшему варианту. Следовало составить максимально взвешенное заявление для прессы даже на тот случай, если капсула взорвется в космосе или в шаре произойдет утечка. Казалось, это мудрое решение — предусмотреть все вероятные исходы и заранее написать сообщения. «Мы подготовили три конверта для ТАСС, с разными заявлениями, — вспоминал Мозжорин. — Конверт номер один — на случай полного успеха. Номер два — на случай вынужденной посадки на зарубежной территории. Номер три — на случай катастрофы. Сотрудники радио и телевидения выжидали. Когда мы увидели, что космонавт достиг орбиты, и получили данные, высоту, склонение, период орбитального движения, Кремль приказал ТАСС вскрыть конверт номер один».
Документы для этого «успешного» конверта составить было непросто. «Когда спускаемый аппарат на своих парашютах достигнет семи тысяч метров, космонавт должен катапультироваться и дальше спускаться на собственном парашюте. Мы не были уверены, включать ли этот элемент в наше сообщение».
Проблема была проста. Советы намеревались, если полет пройдет нормально, претендовать на высотный рекорд для авиации, согласно регламенту, утвержденному особым международным соглашением. Королев очень внимательно прочел эти правила и с тревогой отметил, что пилоты, стремящиеся поставить такой рекорд, обязаны оставаться внутри своего летательного аппарата вплоть до самой посадки. Если летчик выбросится до приземления машины, значит, в ходе полета возникли проблемы. А тогда — никакого рекорда. Можно было бы не катапультировать обитателя «Востока», но Королев сомневался, что человек способен без травм перенести резкое приземление спускаемого аппарата после возврата в атмосферу. Гай Северин, ведущий конструктор снаряжения для пилотов истребителей, уже разработал катапультное кресло для кабины «Востока» — на случай, если запуск Р-7 произойдет неудачно и космонавту придется срочно уходить из зоны мощного взрыва. Если ту же систему применить для выхода из корабля в конце полета, не придется беспокоиться о том, что спускаемый аппарат чересчур сильно стукнется о землю. В будущем спускаемые модули оснастят более мощными парашютами и целым набором ракет в основании, чтобы смягчить удар о землю при посадке. В дальнейшие годы верхние ступени в передней части Р-7, обладавшие большей мощностью, позволяли этой ракете нести на себе более крупные и лучше оборудованные корабли. Но пока рассчитанные соотношения «мощность — масса» не позволяют первому «Востоку» никаких роскошеств. Пока шар нельзя оснастить ракетами для мягкой посадки, и у космонавта остается единственный выход — катапультироваться.
