Что же нового из оборудования было применено на третьем спутнике? Прежде всего — это приборы для исследования микрометеоритов, давления атмосферы, космических лучей, излучения Солнца, электростатического и магнитного полей Земли… Информация с борта спутника передавалась с помощью многоканальной телеметрической системы с запоминающим и программным устройством. Это устройство включало систему при каждом пролете спутника над территорией нашей страны и именно в момент прохождения над наземными измерительными станциями.

Кроме электрохимических источников тока на борту спутника были установлены солнечные кремниевые батареи. Электрохимические батареи обеспечили работу бортового передатчика в течение 4 тысяч часов, и еще 12,5 тысячи часов его питали солнечные батареи.

На третьем спутнике (напомним, что шел 1958 год) были применены ионные «ловушки» для определения концентрации заряженных частиц на высотах. Этот метод в США стал применяться лишь в конце 1960 года.

Третий спутник приобрел отрицательный электростатический заряд, и напряженность электрического поля у его поверхности оказалась намного больше ожидаемой. В десятки раз большей оказалась и напряженность поля в верхних слоях атмосферы.

Много нового принесли первое три спутника науке. Было найдено значение сжатия Земли, на что ранее требовались сложнейшие геодезические измерения в течение ряда лет. Была определена величина плотности атмосферы на больших высотах и ее зависимость от солнечной активности. Приоткрылась завеса над пространственным распределением магнитного поля Земли, радиационными ее поясами. Было установлено, что метеоритная опасность невелика, хотя 15 мая 1958 года счетчик на третьем спутнике отметил от 4 до 11 ударов микрометеоритов массой около 6—10^-8 граммов на кв. метр в секунду. В последующие дни число ударов значительно снизилось.

Сергей Павлович писал в 1962 году: «Полтора года после запуска первого искусственного спутника Земли были ознаменованы выводом на орбиту второго и третьего спутников. Это были в полном смысле слова летающие лаборатории…»

Сергей Павлович, живший думами о полетах в космос, много размышлял и говорил о полетах к Луне. Он, безусловно, знал о предостережении К. Э. Циолковского, которое тот высказал в одном из своих писем по поводу проекта американца Годдарда, широко разрекламированного за рубежом в 1924 году. Вот это предостережение: «Предприятие Годдарда, вероятно, под каким-нибудь предлогом будет отложено. Его ракета не поднимется и на 500 верст. И ни в коем случае не попадет на Луну без управления. Эта задача трудна даже для теории. Мой долг — заранее высказаться».

И вот с выходом аппаратов за пределы атмосферы Сергей Павлович смог твердой рукой внести в план полет к Луне: есть космическая ракета, есть системы управления, способные обеспечить достижение Селены. Характерно, что запуск аппарата к Луне стал четвертым нашим космическим запуском вообще. Немалую роль в этом сыграли идеи полетов к Луне, выдвинутые еще К. Э. Циолковским.

Предложение о запуске первого лунника сначала обсудили на техническом совете КБ. Потом Сергей Павлович собрал еще более широкое совещание, пригласил известных советских астрономов и среди них А. А. Михайлова, В. В. Шаронова, Н. П. Барабашова, А. Г. Масевич. Во вступительном слове Королев сообщил:

— Хотим попасть в Луну и облететь постоянный спутник Земли, чтобы сфотографировать его обратную сторону.

Михайлов изумился:

— Да разве это возможно? Ведь нужна точность выше астрономической!

Сергей Павлович невозмутимо заверил:

— Вы об этом не беспокойтесь, мы это сделаем. А вы нам помогите. Какие аппараты надо применить для фотографирования, какую задать экспозицию?..

И астрономы откликнулись. И не только астрономы, многие ученые различных специальностей с радостью и энтузиазмом участвовали в подготовке легендарных лунников.

С началом космической эры Королев трудился все более и более напряженно. Об этом можно судить хотя бы по его командировкам. С апреля по декабрь 1957 года он 55 дней провел в разъездах. С 27 сентября по 6 октября на космодроме он непосредственно руководил подготовкой и запуском первого спутника, а с 26 октября по 4 ноября — второго.

В следующем, 1958 году Сергей Павлович уже 73 дня пробыл в командировках и даже встретил новый, 1959 год на космодроме. Под его руководством готовилась к полету первая автоматическая станция «Луна-1».

За десять дней до дня рождения (ему тогда исполнялось 52 года), 2 января 1959 года, он вместе с товарищами осуществлял запуск космической ракеты со станцией на борту. Как и первый спутник, «Луна-1» была «шариком», но весила почти в девять раз больше первого спутника. Ей предстояло быть разведчиком окололунного пространства. Она несла приборы, которые должны были обнаружить магнитное поле у Луны, определить интенсивность космических лучей за пределами магнитного поля Земли и уточнить расположение радиационных поясов.

Ранним утром 3 января впервые в небе появилось искусственное облако. Сергею Павловичу так хотелось выйти из здания пункта управления и, запрокинув голову, полюбоваться этим необычным зрелищем. Но он знал, что, как показали астрономические наблюдения, увидеть это рукотворное облако невооруженным глазом нельзя. Оно висело на высоте 120 тысяч километров и имело блеск 7-звездной величины[1]. Вызвал этот эффект килограмм паров натрия в атомарном состоянии, выброшенный со станции. Мощность облака как источника света составляла 7 тысяч киловатт.

С. П. Королев, И. В. Курчатов и М. В. Келдыш.

Первая станция прошла на расстоянии 5–6 тысяч километров от поверхности Луны и стала спутником Солнца. Сергей Павлович сказал в кругу товарищей:

— Не зря Константин Эдуардович говорил: «Эта задача трудна даже для теории».

Через 8 месяцев и 10 дней Сергей Павлович снова на космодроме, и снова он руководит пуском автоматической станции. Теперь это — «Луна-2». Она тоже имела форму шара, только весила на 30 килограммов больше первой станции. Это означало, что число приборов увеличилось. С борта «Луны-2» поступили данные, которые привели ученых к открытиям: открыто существование внешней области ионосферы Земли на высотах от 2 до 20 тысяч километров, открыта самая внешняя зона заряженных частиц — на расстоянии до 75 тысяч километров. И «Луна-2» выбрасывала натриевое облако. Оно было видно Сергею Павловичу и его товарищам 12 сентября в 21 час 48 минут по московскому времени в течение уже 5–6 минут и имело максимальный блеск 4,5-звездной величины. После получения данных с борта «Луны-2» стало ясно, что лунного радиационного пояса нет, а магнитное поле Луны по крайней мере в 400—1000 раз меньше магнитного поля на поверхности Земли.

Но самый поразительный результат, который принес запуск «Луны-2», это точное попадание ее на поверхность нашего вечного спутника. Туда был доставлен вымпел с изображением Государственного герба Советского Союза.

Аппарат, созданный советскими учеными, конструкторами, рабочими, находился на Луне! Было от чего прийти в восхищение людям нашей страны. С восторгом воспринимались сообщения, которые перед передачей в эфир прочитывал Сергей Павлович. Момент попадания был зафиксирован по прекращению радиосигналов ракеты и по материалам радиопрослеживания, в частности по доплеровскому смещению частот вследствие ускорения, вызываемого тяготением Луны при приближении к ней. Факт попадания в Луну подтвердили обсерватории многих стран. Так, обсерватории Венгрии (Будапешт и Байя) и Швеции (Упсала) отметили появление облака поднятой пыли на северных склонах лунных Апеннин. Это соответствовало показаниям радиосредств. Более того, обсерватории в Упсала удалось сфотографировать темную точку, наблюдавшуюся над местом падения в течение 1,9 минуты.