На измерительных пунктах, участвующих в этой работе, дополнительно были развёрнуты станции РТС-12БМ, предназначенные для измерения дальности и радиальной скорости, приёма, обработки и регистрации телеметрической информации, передачи радиокоманд управления на борт ЛKA и приём с него фотографических изображений.

Оперативное руководство НИПами и управление их радиотехническими средствами, средствами связи и службы СЕВ осуществлялись из Центра КИКа. К несению дежурства привлекались практически все подразделения Центра КИКа.

Были проведены частные и комплексные тренировки для проверки слаженности дежурных смен и расчётов, взаимодействия радиотехнических средств отдельного пункта, а также нескольких пунктов между собой и всего комплекса в целом.

В конце сентября 1959 г. С.П. Королёв перед вылетом на полигон провёл совещание, на котором присутствовали генерал-майор А.И. Соколов, полковники A.A. Большой, Н.Г. Фадеев, подполковники Н.М. Барабанов, А.П. Бачурин, И.И. Геращенко, ведущие специалисты ОКБ-1 и НИИ-4 МО. На совещании особое внимание было уделено баллистическому обеспечению полёта ЛKA. Главная задача - получение фотоснимков поверхности обратной стороны Луны. Докладчиком был П.Е. Эльясберг. С.П. Королёв полностью одобрил предложенный вариант баллистического обеспечения и обязал всех исполнителей к строгому и неукоснительному его выполнению. Были образованы три оперативные группы: одна отправилась с Сергеем Павловичем на полигон, другая - в Крым, а третья осталась в КВЦ НИИ-4 МО. В каждую из них входили представители Центра КИКа.

24 сентября на полигон для руководства подготовкой и пуском «Луны-3» прибыл С.П. Королёв.

27-28 сентября в монтажном цехе полигона провели испытания фотоаппаратуры для фотографирования обратной стороны Луны.

На «горку» прибыли И.И. Спица, П.А. Агаджанов, Б.А. Воронов,В.П. Горбачёв, Г.Д. Смирнов, В.Н. Петров, Н.Г. Жук и др.

Техническим руководителем применения на ИП-41Е всех радиотехнических средств был назначен Е.Я. Богуславский.

И вот ровно через два года после запуска Первого спутника, 4.10.59 г. в 03 ч 43 мин 39,7 с полигона Тюра-Там стартовала PH «Восток-Л» № И1-8 с ЛКА Е-2А - третьей советской космической ракетой - «Луна-3».

Рис. 13. «Луна-3»

ЛКА представлял собой тонкостенную герметическую конструкцию из алюминиевого сплава, имеющую форму цилиндра длиной 1,3 м со сферическими днищами, массой 278,5 кг.

На внешней стороне ЛКА находились датчики научной аппаратуры, панели солнечных батарей, солнечный и лунный оптические датчики, микродвигатели системы ориентации, иллюминаторы фотокамер, жалюзи системы терморегулирования, четыре штыревые и две ленточные антенны.

Внутри приборного отсека на специальной раме размещались: радиотехническая система приёма с Земли радиокоманд управления бортовой аппаратурой и передачи на Землю телеметрической, телевизионной и научной информации; система ориентации (относительно Солнца и Луны) для фотографирования Луны; фототелевизионное устройство «Енисей»; научная аппаратура; система терморегулирования; система энергопитания (с буферными батареями).

Согласование и управление работой всех систем осуществлялось специальным программно-временным устройством (ПВУ).

Программа фотографирования Луны составлялась таким образом, чтобы на получаемых изображениях находилась одна треть лунной поверхности её видимой стороны. Это позволяло осуществить координатную привязку новых образований к объектам, наблюдаемым с Земли, и уточнить структуру краевой зоны видимого полушария.

Перед началом фотосъёмки в ПВУ предусматривалось включение схемы для наведения объективов фотоаппаратов путём разворота самого ЛКА. Удержание его в этом положении осуществлялось бортовой системой ориентации. Передача с борта на Землю полученных фотоснимков Луны производилась по радиокомандам, выдаваемым дежурным расчётом с симеизского пункта.

Полёт "Луны-3" поражал смелостью замысла и точностью инженерного расчёта.

«Луна-3» вышла на расчётную траекторию полёта к Луне, а это было очень важно, так как в то время её коррекция конструкциями PH и ЛКА не предусматривалась.

Рис. 14. Схема траектории полёта ЛКА «Луна-3»

В ходе полёта впервые в истории космонавтики коррекцию орбиты осуществили за счёт использования гравитационного поля другого небесного тела - Луны, что позволило обеспечить передачу данных на симеизский и камчатский пункты.

5 октября в Крым прилетели М.В. Келдыш, С.П. Королёв, В.П. Глушко, H.A. Пилюгин, М.С. Рязанский, В.П. Бармин, В.П. Кузнецов, А.Ф. Богомолов, С.М. Владимирский, Б.В. Раушенбах, Б.Е. Черток, И.Л. Валик, П.Ф. Брацлавец и др.

«Лунный фотограф» по состоянию на 7 октября удалился от Луны на расстояние 65-68 тыс. км от её обратной стороны. На этом участке траектории бортовая оптическая система очень хорошо «просматривала» обратную сторону Луны, ярко освещённую лучами Солнца, и Землю, находящуюся на расстоянии почти в полмиллиона километров.

Дежурный расчёт командной радиостанции согласно программе выдал радиокоманду на включение бортовой системы ориентации. Принятая телеметрическая информация подтвердила её исполнение, и осуществление стабилизации движения ЛКА вокруг центра масс. По следующей команде с ИП-41Е включили режим фотографирования, который продолжался запрограммированные пятьдесят пять минут, причём одновременно двумя объективами.

После сеанса фотографирования «Луна-3» прошла на расстоянии 6200 км от поверхности Луны. Анализ принятого с борта телеметрического сигнала показал, что фотокамера сработала. Но есть ли что-нибудь на фотоплёнке, пока было не ясно. Техническое руководство приняло решение о включении бортовой аппаратуры на передачу ТВ-сигнала. По распоряжению начальника дежурного расчёта оператор станции выдал радиокоманду на её включение.

Через несколько секунд начался приём сигнала с изображением штриховой миры, впечатанной на фотоплёнку ещё на Земле. На экранах мониторов в «шумах» появилось пятно - фотография Луны, заснятая с Земли, и впечатанная на бортовую фотоплёнку в качестве теста. Эти два события - начало работы бортовой передающей камеры «Енисей» и передача тест-строки ознаменовали рождение «Космического телевидения».

Согласно программе во время следующего сеанса, когда «Луна-3» находилась на расстоянии около 470 тыс. км от Земли (это было зафиксировано в «Книге рекордов Гиннесса»), был запланирован режим приёма ТВ-информации.

По воспоминаниям Г.Ю. Максимова и Б.Е. Чертока, присутствующие М.В. Келдыш, С.П. Королёв, главные конструкторы, несколько астрономов и инженеров-прибористов с волнением ожидали приёма изображения. При этом известный астроном Андрей Борисович Северный (1913-1987), возглавлявший с 1952 г. Крымскую астрономическую обсерваторию, подойдя к С.П. Королёву, показал свои расчёты, по которым получалось, что никакого изображения не может быть, так как (по его мнению) фотоплёнка будет засвечена солнечной радиацией. Сергей Павлович отодвинул от себя его листки и не сказал ни слова. Главный конструктор, конечно, знал о применении на «Луне-3» способа зашиты фотоплёнки от космической радиации, разработанной в СКБ-567 уникальным специалистом Георгием Михайловичем Алёшиным.

Начался сеанс. На экране ВКУ приёмной аппаратуры «Енисей-2» фиолетовая точка начала строчка за строчкой выписывать первое изображение поверхности обратной стороны Луны. Сергей Павлович подошёл к регистратору и, сдерживая волнение, проговорил: «Ну, что у нас тут получилось?». Ему протянули ещё влажную бумажную ленту на электрохимической бумаге с фототелевизионного аппарата открытой записи. Записанное на ней первое серое изображение круга было с большими помехами. После устранения шумов, стали появляться более чёткие кадры. Все увидели теперь уже "видимые", пока ещё безымянные горы, моря и кратеры.