个人载人飞行器,首次载人空间飞行

李丞智

1961年4月12日，苏联宇航员尤里·加加林完成了人类历史上第一次载人航天飞行。虽然他的飞行只持续了106分钟，但它打开了宇宙的大门，其科学、技术、政治和经济影响广泛而深远。这次历史性的飞行实际上是从东西方冷战开始的。为了获得全球霸权，苏联和美国展开了导弹竞赛、卫星竞赛、探月竞赛和载人航天竞赛，苏联都取得了胜利。在苏美诸多竞争的背后，是两位航天大师之间的无声竞争，一个是苏联专家谢尔盖·帕夫洛维奇·科罗廖夫，一个是德国专家沃纳·沃纳·冯·布劳恩(Werner wernher von braun，1945年被引渡到美国，1955年成为美国公民)。由于苏联和美国的国情和体制不同，导弹和航天的科研体制不同，结果也大相径庭:苏联的尤里·加加林成为泰空旅行第一人。苏联首次试射洲际弹道导弹

二战结束后不久，冷战爆发，苏联和美国这两个战时盟友变成了对手。面对新的形势，双方都试图通过扩充军备来实现其称霸世界的战略意图。在发展现代化武器装备方面，美国的战略是以原子弹为核心，以远程轰炸机为投送方式。在早期，导弹的发展或多或少被忽视了。苏联在大力发展原子弹的同时，考虑到发展远程轰炸机的难度，将原子弹的投放方式寄托在新兴的火箭武器上。

利用德国的V—2导弹技术、硬件、设备以及专家，苏联很快消化吃透了德国的火箭技术，并组装试射了10枚V—2导弹。此后，苏联仿制成功P—1近程导弹，改进研制了P—2导弹，并利用自行研制的新型发动机研制成功P—5中程导弹。1954年发射的P—5M导弹首次实现了“两弹结合”（原子弹和导弹）。这种核导弹于1956年5月21日正式装备部队。P—5M核导弹的研制成功，为进一步研制洲际弹道导弹和发展航天科技奠定了基础，同时也大大提高了总设计师科罗廖夫的影响力。

苏联利用德国的V-2导弹技术、硬件、设备和专家，迅速消化了德国的火箭技术，组装并试射了10枚V-2导弹。此后，苏联成功仿制了P-1近程导弹，改进和发展了P-2导弹，并成功研制了采用新型自研发动机的P-5中程导弹。1954年发射的P-5M导弹首次实现了“两弹合一”(原子弹和导弹)。这种核导弹于1956年5月21日正式装备部队。P-5m核导弹的研制成功，为洲际弹道导弹和航天科技的进一步发展奠定了基础，同时也大大提升了总设计师科罗廖夫的影响力。

1952年至1953年，格鲁什科领导第456设计局设计了一系列液体火箭发动机，通过攻关新型燃烧室设计、多燃烧室并联、解决稳定燃烧振荡问题等技术难题，研制出了推力100吨的RD-107和RD-108火箭发动机。基于这两种发动机，科罗廖夫研制的两级洲际弹道导弹P-7全长约29米，最大宽度约10.3米，起飞重量267吨，最大起飞推力4762.8千牛。P-7的设计考虑到了它的适应性和多功能性，因此它很容易被改装成航天运载火箭。1957年8月21日，世界上第一枚洲际弹道导弹P-7试射成功，射程8000公里。这个成功有很多意义:一是苏联先于美国(提前半年)成功发射洲际导弹，使东西方两大阵营的军事力量对比发生了一些深远的变化；二是为苏联在空之间的时代领先奠定了坚实的技术基础。苏联首次发射人造卫星。

第二次世界大战后，许多国家的科学家都在研究发射人造地球卫星的可能性，并建议出于和平目的和开发宇宙的需要，发展人造地球卫星。1946年9月，在巴黎举行的第六届实用机械国际会议上，美国加州理工学院的玛丽娜和索末菲宣读了《利用火箭远离地球的问题》，主张发射研究外太空的卫星空。自1946年以来，美国空陆军兰德公司一直在进行发射人造卫星的可能性及其在科学和军事领域应用的研究，并在1951年也曾建议发射小型卫星。科学家的大力倡导不仅引起了政治家的关注，也引起了普通大众的极大兴趣。国际地球物理年(IGY)的创立是为了给参与的科学家提供一个共同研究地球环境的机会，使人们更加意识到发展人造地球卫星的必要性。1954年夏，国际无线电科学协会和国际地形学与地球物理学联合会通过决议，在地球物理年(1957-1958年)发射一颗人造地球卫星，得到了美国和苏联代表的支持和响应。

在苏联，人造地球卫星的主要倡导者是Tikhonravov。早在1934年，他就在第一次全苏平流层研究会议上发表了题为《火箭飞行器在平流层研究中的应用》的报告，提出了用火箭将人造地球卫星发射到平流层和宇宙空的设想。二战后，他组织了一批专家做了大量的研究和计算，证明了多级火箭在原理上可以使重物达到第一宇宙速度。由于科罗廖夫和格鲁什科的积极努力，1948年吉洪拉沃夫在军事弹道学学会年会上作了题为《在现代技术水平下借助空火箭达到第一宇宙速度和制造人造地球卫星的可能性》的报告，引起了科学家们的充分重视。

1954年，Tikhonravov关于人造地球卫星的报告充分论证了第二级火箭可以达到第一宇宙速度，可以用来发射人造地球卫星。科洛列夫也非常热衷于飞行和发射人造地球卫星，甚至载人宇宙飞船。他认为，正在研制的P-7洲际导弹有很大的改进潜力，稍加改进就可以作为发射卫星的运载火箭。由于人造地球卫星具有巨大的科学、技术、政治和军事价值，科罗廖夫认为苏联的人造地球卫星计划必须尽快得到政府批准，以便在美国之前率先成功发射第一颗人造地球卫星。

1954年5月26日，吉洪拉莫夫主持起草了给苏联国防工业部长乌斯季诺夫的长篇报告。他不仅提出要尽快研制和发射最简单的人造地球卫星，走在其他国家的前面，还谈到未来要发射大型载人空站，实现载人登月。鉴于1955年7月29日美国艾森豪威尔总统批准了美国的卫星计划，1955年8月8日，苏共中央政治局正式批准研制人造地球卫星。1956年1月30日，苏联部长会议发布命令，在1957-1958年研制并发射人造地球卫星。

苏联的第一颗人造地球卫星计划包括四个部分:研制运载火箭；建造一个航天发射场；发展卫星本体和星上科学仪器；建立地面监控网络。

为了使运载火箭达到第一宇宙速度发射人造地球卫星，技术人员对P-7洲际导弹进行了改装，取消了武装部的有效载荷，调整了发动机的工作状态。将核心发动机的起飞推力调整到588 kN左右，助推级分离后，核心级将以911 kN的全推力工作。改装后的运载火箭命名为卫星，起飞重量267吨，起飞推力4880千牛，低轨道最大运载能力500公斤。卫星发射过程中，起飞时5台发动机同时工作；飞行120秒后，投掷4个助推级。此时飞行高度约50公里，速度每秒3200米。最后，核心级继续以最大推力工作180秒，将卫星送入地球轨道。

苏联首座航天发射场选址在哈萨克苏维埃社会主义共和国境内的丘拉坦地区，离拜科努尔不远的一处沙漠，1955年1月开始建设，定名为拜科努尔航天发射场。发射场由发射区、保障区和监控站等组成。经过多年的建设，发射区包括中心发射区、东发射区和西发射区。中心发射区设有总装测试厂房、控制测试大楼、大型地面发射区、地下发射井、推进剂贮存库、液氧工厂和其他辅助设施以及行政管理、训练和住宅等建筑。在发射场和周围地区还建有大量的地面测控网。该发射场后来成为苏联最大的航天发射基地。目前，该发射场属哈萨克斯坦共和國管辖。

苏联第一个航天发射场位于哈萨克苏维埃社会主义共和国丘拉坦地区，离拜科努尔不远的一个沙漠。1955年1月开始建设，被命名为拜科努尔航天发射场。发射场由发射区、保障区和监控站组成。经过多年建设，发射区包括中央发射区、东发射区和西发射区。发射中心设有总装测试车间、控制测试楼、大型地面发射区、地下发射井、推进剂库、液氧厂等辅助设施，以及行政管理、培训和居住建筑。发射场及周边地区还有大量的地面测控网。该发射场后来成为苏联最大的航天发射基地。目前，该发射场属于哈萨克斯坦共和国管辖。

人造卫星和机载设备由Tikhonravov公司设计。1956年底，他建议“卫星应做得更小更简单，最好重30公斤”。科洛列夫支持这一建议，他说:“第一颗卫星的形状应该简单而富有表现力，它应该类似于一个自然天体。在人们的意识中，它将是人类太空时代开始的永恒标志。”为了在全世界引起轰动，他还指出:“我们不能忽视当前实验的历史意义……无线电发射机应该有这样的波长，使全世界的无线电爱好者都能接收到它的信号。重要的是计算第一颗卫星的轨道和光学特性，以便地球上的每个人都能亲眼看到它的飞行。”

苏联的第一颗人造地球卫星被称为人造地球卫星1号(Cπ-1)，或者按照俄语发音叫Putnik 1。其外形为球形，铝合金制成，直径0.58米，重量83.62公斤。四个弹簧鞭状天线对称安装在卫星周围，斜向后方延伸，其中一对长2.4米，另一对长2.9米。卫星内部充满了0.12兆帕(1.3个大气压)的干燥氮气。下半球壳体的表面是热控系统的散热面；上半球壳的外部设有隔热层。

苏联科学院确定的卫星主要科学探测项目有:在200 ~ 500公里高度测量大气速度、气压、磁场、紫外线、X射线等数据。第二颗卫星还将搭载动物，考察它们在空之间对环境的适应能力。为此，电池组、无线电发射机、热控系统组件、开关元件、温度和压力传感器以及其他科学探测仪器都安装在卫星体内。电池组由三节银锌电池组成，电池组中央的一个长方形槽内安装有两个交替工作的无线电发射机，它们的工作频率分别为20.005 MHz和40.002 MHz。

1957年10月4日晚，卫星运载火箭携带世界上第一颗人造地球卫星C π-1，在拜科努尔航天发射场升空空。卫星进入椭圆轨道，近地点215公里，远地点947公里，倾角65°，周期96.2分钟。它在轨道上运行了92天，绕地球大约1400圈，最后在1958年1月4日重返大气层时烧毁。在技术上，这颗卫星开展了星内温压测试、地面大气密度测量和电离层研究，探测到了几百公里的空空气阻力。与科学研究的成果相比，它的政治影响和对科技发展的影响是深远的。

1957年10月4日午夜，莫斯科电台向全世界公布了苏联首颗人造地球卫星已成功发射进入轨道的消息。塔斯社的报道宣称：“人造地球卫星开辟了星际航行的道路。”不久，世界各地都能通过无线电接收到这颗卫星从天上发出来的“的……的……”的声响。人造卫星的成功发射，标志着人类终于跨入了航天时代。同时这也意味着，苏美太空竞赛的第一个回合的胜利者是苏联。

1957年10月4日午夜，莫斯科电台向全世界宣布，苏联第一颗人造地球卫星成功发射进入轨道。塔斯社的报道宣称:“人造地球卫星开辟了星际航行之路。”不久，全世界都可以通过无线电接收到来自天空的“哔………”声。人造卫星的成功发射标志着人类终于进入了太空时代。同时也意味着苏美台空第一轮比赛的冠军是苏联。

月球探测——苏联的首次成功

苏联运载火箭的运载能力大大超过了美国早期的几种运载火箭，具有进一步发展的潜力。凭借火箭优势，苏联一直在扩大其在探月领域的领先成果。

在探月领域，美国起步早，率先尝试向月球发射简易无人探测器。在早期探月过程中，运载火箭的推力和运载能力是重点。如果运载能力不够，探测器是不可能离开地球的。这样一来，我们就无法完成空之间的任何探索任务。1958年8月至12月，美国无人行星探测先锋计划发射了4个探测器。当第一个探测器(后来称为先锋0号)发射到16公里的高度时，运载火箭爆炸，探测器摔得粉碎。10月11日发射的先驱者1号已经离开地球11.4万公里。但由于火箭能力不足，探测器未能加速到第二宇宙速度。最后，这些探测器全部落回地面。从1959年到1960年，美国先后发射了四次先进的先锋号探测器。由于运载火箭性能不佳，这些昂贵的月球探测器也被报销了。

1959年1月2日，苏联发射月球1号探测器，获得巨大成功。它到达了距离月球仅5000公里的地方，并测量了月球和地球的磁场、宇宙射线、太阳辐射和星际分子的强度。后来这个探测器进入日心轨道，成为第一颗人造行星。同年9月12日，苏联发射的月球2号探测器也取得巨大成功。这是第一个撞击月球的人造物体。在撞击月球之前，它发回了有关月球磁场和辐射带的重要信息。同年10月4日发射的月球3号探测器首次观测到了神秘的月球背面，并拍摄了月球背面约70%的照片。虽然探测器的性能并不理想，获得的数据质量也不高，但毕竟让人类第一次看到了月球的背面，具有重大的科学意义。苏联的这些新成就进一步提高了国家威望。苏联领导人赫鲁晓夫也将这些成就宣传到了极致。他在1959年9月12日苏联发射月球2号探测器访美时，特意向美国总统艾森豪威尔介绍了苏联在航天领域取得的成就，声称“苏联已经把勋章挂在月球上了”。为了增强宣传效果，他还向艾森豪威尔赠送了一个金属月亮模型。

载人航天竞赛拉开序幕。

在苏联成功发射世界上第一颗人造地球卫星和第一颗月球探测器后，更具政治和宣传意义的载人航天竞赛序幕拉开。科罗廖夫在领导各种导弹研制的同时，也将载人航天作为自己的重要方向，并尽一切努力在自己的影响下使载人航天一步步成为现实。早在1956年4月，苏联就开始了载人航天的初步规划，包括载人登月。在1957年11月苏联发射的第二颗人造地球卫星上，有一个密封舱和一个生命维持系统，里面有一只名叫莱卡的小狗。这颗卫星可以算是第一艘宇宙飞船，莱卡也可以算是第一个宇航员。在卫星点火、发射、加速、入轨、失重等条件下，小狗似乎感觉不错。

真正将载人航天提上议事日程的是苏联第一设计局的吉洪拉沃夫和费奥克蒂斯托夫，他们在1958年8月提出开展载人航天的可行性研究，并在科罗廖夫的支持下进行了生命保障、控制系统等方面的研究。由于导弹计划由军方控制，第一设计局在拟定飞船计划时，重点强调它的军事价值—载人轨道侦察。1959年4月，他们提交了“东方号飞船设计草案”，提出在P—7导弹的改进型基础上加装第三级，可以将5吨载荷送入地球轨道。

把载人航天提上日程的是苏联第一设计局的吉洪拉沃夫和费奥基斯托夫。1958年8月，他们提出了载人航天的可行性研究，在科罗廖夫的支持下，开展了生命保障和控制系统的研究。由于导弹计划由军方掌控，第一设计局在拟定航天器计划时，强调了其军事价值——载人轨道侦察。1959年4月，他们提交了“东方宇宙飞船设计草案”，提出在改进型P-7导弹的基础上增加第三级，可将5吨载荷送入地球轨道。

科洛列夫很清楚苏联和美国运载火箭的现状。苏联的前两颗卫星比美国的第一系列卫星重得多，但当时苏联只有一个运载火箭，而美国至少有两个运载火箭。而且美国的宇宙神、雷神、大力神导弹都有改装成大型运载火箭的潜力。当时卫星运载火箭也有改装成大型运载火箭的潜力。科罗廖夫意识到，苏联只要花时间，努力，是可以尽快发射成功载人飞船的。1958年6月5日，科罗廖夫等专家向苏联最高领导人赫鲁晓夫通报了利用现有技术改进P-7火箭，实现载人航天的可能性。

赫鲁晓夫对Tai 空项目表现出不同寻常的兴趣，可能是基于政治和外交上的考虑。此外，1958年10月美国国家航空航天局(NASA)成立后，美国公布了水星载人航天计划。他强烈的竞争心态和与美国竞争的意识再次促使他迅速做出决定，加速苏联的载人航天计划。1959年5月22日，苏联政府发布绝密命令，正式批准载人飞船研制计划。

其实这个计划有双重目的，主要目的是研制军方急需的无人侦察卫星。科洛列夫通过他的影响和赫鲁晓夫的支持，成功地在订单上加上了“同时发展卫星载人飞船”的字样。最后将卫星载人飞船命名为东方号，相应的运载火箭也命名为东方号。

科罗廖夫在设计第一枚洲际弹道导弹P—7及卫星号运载火箭过程中，把起飞推力设计得很大并留有较大的余量或许就是为载人航天作技术准备。苏联用于载人航天的第一种运载火箭—东方号火箭大致就是在卫星号运载火箭基础上加装第三级构成的，各级发动机也都得到更新，推力与可靠性均有所提高。这些表明，苏联航天界早已有了载人太空飞行的思想准备和行动。这也是苏联在载人航天这一重大领域再次击败美国的原因之一。

科罗廖夫在设计第一枚洲际弹道导弹P-7和卫星运载火箭的过程中，设计大幅度的大起飞推力，可能是为载人航天做技术准备。东方火箭是苏联用于载人航天的第一枚运载火箭，大致由在卫星运载火箭的基础上增加第三级组成。各级发动机都更新了，推力和可靠性都提高了。这些都表明苏联航天界已经有了载人航天的思想准备和行动。这也是苏联在载人航天这一重要领域再次击败美国的原因之一。

载人航天面临着许多亟待解决的新问题，包括火箭起飞过载和失重对航天员健康的影响、太阳辐射和微流星体对飞船和航天员的影响、飞船的生命保障系统、飞船的外形设计、飞船返回时气动加热的防护、飞船的飞行控制、着陆和回收等。1958年8月，不同方案的可行性研究相继完成。根据各种报道，首次载人航天应该采取什么形式，有两种意见。一种观点认为，应该像美国的水星飞船一样，先进行亚轨道飞行，也就是弹道飞行。飞船不是绕地球飞行，而是沿着陡峭的抛物线上升和下降，持续时间只有十分钟。主张这种观点的人认为，亚轨道飞行可以充分利用现有的技术成果，保证高度的安全性。从亚轨道飞行中获得的经验可以为未来的轨道飞行创造条件。另一种观点认为，第一次飞行应该在轨道上，也就是至少绕地球一圈。

经过激烈讨论，在科罗廖夫的支持下，最终决定直接进行载人轨道飞行。原因如下:①亚轨道飞行要做的工作和轨道飞行几乎一样，难度水平相差不大；②轨道飞行面临的主要问题不外乎长期失重、太阳辐射和微流星的影响。这些问题可以通过几次无人飞行测试来识别和解决。③亚轨道飞行还必须解决再入和回收的关键问题。从安全角度来说，两种飞行模式差别不大；④轨道飞行的成果远大于轨道飞行的成果。

东方飞船的外形选择也是一个有争议的问题。有人认为圆柱体最合理，有人主张圆锥体，有人建议半球，有人支持球体。设计师Feoktistov坚持球形。在听取了各方面的意见和理由后，科罗廖夫同意采用球形结构。他指出:“我赞成把球形作为航天器的结构。球体可以容纳宇航员座舱及其返回地面的降落伞。而且在外部尺寸一定的情况下，对称结构的内部体积最大。此外，球体具有明显的象征意义。”显然，科罗廖夫知道球形有利于减少再入时气动热流的不利影响，有利于保持各种速度下的稳定性。东方号飞船主要是由费奥克蒂斯托夫领导的团队设计的，因此他被称为东方之父。

为解决再入防热问题，东方飞船基本沿用了弹道导弹的再入防热技术，即用相对笨重的高密度烧蚀材料包覆返回舱。后来苏联航天器的防热结构转移到隔热性能好的低密度烧蚀材料上。

东方号飞船系统方案的详细技术评价工作于1958年11月开始。1959年初，开始设计第一艘飞船。与此同时，飞船各分系统的设计也加紧进行，包括高度控制、通信、轨道转移等分系统。到1959年底，飞船的设计工作全部结束。东方号飞船由两部分组成，上端是球形乘员舱，直径2.3米，重2.46吨，乘员舱外部有两根遥控天线和顶端安装的通信天线，通信天线下端是一个小型通信电子设备舱。乘员舱侧旁有一个观察窗和一个弹射窗。舱内除装有生命保障设备及食物外，还有电视摄像机、光学定向装置、宇航员观测装置和宇航员应答装置。宇航员在飞行时一直躺在弹射座椅上，生命保障系统可供宇航员生存10昼夜。在紧靠乘员舱处有18个球形高压氮气和氧气瓶，用以为宇航员提供尽可能类似地面的大气环境。气瓶下端是仪器舱，为一圆台和圆锥形的结合体，最大直径2.43米，高2.25米，重2.27吨。它的侧面有3根鞭状天线，底端还有两个通信天线。反推发动机和推进剂贮箱位于末端，反推发动机用于飞船再入前制动变轨，采用硝酸和苯氨作为推进剂，推力16.8千牛，比冲266秒。这个系统能把飞船的速度减到155米每秒。为简单起见，末级火箭和飞船是一同进入轨道的，因此轨道上的飞船总长达7.35米。

东方飞船系统方案的详细技术评估始于1958年11月。1959年初，第一艘宇宙飞船被设计出来。与此同时，航天器分系统的设计也在加紧进行，包括高度控制、通信、轨道转移和其他分系统。到1959年底，宇宙飞船的设计全部完成。东方飞船由两部分组成。上部为球形乘员舱，直径2.3米，重量2.46吨。有两个遥控天线和一个通信天线安装在乘员舱外面的顶部。通信天线的下部是一个小型通信电子设备舱。乘客舱旁边有观察窗和弹射窗。除了生命保障设备和食物，舱内还有电视摄像机、光学定向装置、航天员观察装置和航天员反应装置。航天员在飞行过程中一直躺在弹射座椅上，生命保障系统可以为航天员提供10个昼夜。靠近乘员舱的地方有18个球形高压氮气和氧气钢瓶，用来给航天员提供一个和地面差不多的大气环境。气瓶的下端是仪器舱，仪器舱由圆台和圆锥体组合而成，最大直径2.43米，高2.25米，重2.27吨。它的侧面有三个鞭状天线，底部有两个通信天线。反推发动机和推进剂罐位于末端。反推力发动机用于在飞船重返大气层前对其进行制动。推进剂采用硝酸和苯乙胺，推力16.8千牛，比冲266秒。这个系统可以把飞船的速度降低到每秒155米。为简单起见，末级火箭和飞船一起进入轨道，所以飞船在轨总长度为7.35米。

宇宙飞船从外太空再入返回难度极大，首先要通过发动机制动减速。由于当时的发动机可靠性不高，万一发动机启动失败，飞船就回不来了。为此，苏联设计师想了一个简单的提高回收可靠性的办法，这就是采用较低的轨道。东方号飞船采用近地点只有180千米的低轨道，这样低的高度的大氣对飞船轨道衰减十分厉害。一旦制动火箭系统失灵，飞船可以在10天内逐渐衰减降低轨道，最终以不太大的再入速度返回地面。另一个好处是飞船不必使用复杂的轨道保持系统，简化了设计。第三个优点是，由于飞船不是以垂直高速再入而是以大倾角相对缓慢地再入，因而烧蚀防热设计会容易些。但是，低轨道也带来了一个严重缺点：飞船的再入和着陆地点很难预测，而且往往离发射场地很远。

航天器从外太空再入返回是极其困难的空。首先，它必须通过发动机制动来减速。因为当时的发动机可靠性不高，如果发动机启动失败，飞船就回不来。为此苏联设计师想到了一个简单的方法来提高回收的可靠性，那就是采用较低的轨道。东方飞船采用近地点只有180公里的低轨道，这么低的高度大气层对飞船轨道的衰减非常厉害。一旦制动火箭系统出现故障，飞船可以在10天内逐渐衰减并降低轨道，最终以较低的再入速度返回地面。另一个优点是航天器不必使用复杂的轨道保持系统，这简化了设计。第三个优点是，由于航天器不是以高垂直速度而是以相对较慢的大倾角再入，因此更容易设计烧蚀和防热。然而，低轨道也带来了一个严重的缺点:航天器的再入和着陆点很难预测，它们往往离发射场很远。

飞船返回后在海上溅落回收相对安全。起初，科罗廖夫还计划采用水星计划设想的海上回收计划。赫鲁晓夫坚持认为第一艘苏联载人飞船必须在苏联领土上着陆。原因是，如果它降落在公海上，西方的航天专家和记者会蜂拥而至，然后苏联的航天技术就会暴露在西方面前，这对保密是不利的。这个命令让科罗廖夫和其他设计师非常尴尬，因为降落在陆地上的安全性较低。如果采用火箭减速，飞船系统的设计会变得极其复杂，重量也会大大增加。如果用降落伞的话，回收几吨重的飞船肯定是相当大的。最后，我们不得不采取一个非常冒险的方案:不回收返回舱，只回收航天员，即当飞船在距离地面7000米左右再入大气层时，航天员连同座椅一起弹射出去，用降落伞缓慢降落，而飞船返回舱由另一个降落伞回收。这种方法看似更安全，但实际上宇航员弹射时，飞船的速度比飞机快得多。宇航员能否带着降落伞着陆还不知道。由于时间紧迫，无法全面开展动物实验。

1960年5月15日，第一艘东方飞船无人驾驶发射，以测试制动火箭的工作状况。飞船在轨飞行3天后，计划进行制动火箭试验。因为飞船点火时方向偏离了180度，飞船没有进入下降轨道，而是进入了更高的轨道。1960年7月23日，另一艘宇宙飞船东方号无人发射时，由于运载火箭故障，飞船没有进入地球轨道。1960年8月19日，第三艘宇宙飞船东方号发射，上面有两只小狗。这是检验发射、入轨、回收全过程性能的完整试验。宇宙飞船在轨道上飞行了大约一天。当刹车发动机点火时，仪表舱通常与返回舱分离。离地面有一定距离时，载有动物的小舱弹出返回舱，安全回收。着陆点只比预期差10公里。实验取得了圆满成功。然而，最近两次实验都失败了，一次在12月1日，另一次在12月下旬。在之前的测试中，飞船再入角度很大，气动加热不良导致飞船烧毁，两只小狗被炸死。在后一次测试中，运载火箭的第三级没有工作，航天器未能进入轨道。

经过几个月的检查和修改，1961年3月，三艘东方飞船抵达拜科努尔发射场。前两个计划用于补充测试，第三个正式用于载人飞行。3月9日和3月25日，两个航天器携带一只小狗进行飞行试验。测试过程中，遥测结果显示飞船和动物一切正常。最后所有飞船都安全再入，成功回收。这些成就预示着载人轨道飞行即将开始。(未完待续)