Новые замыслы не давали покоя Сергею Павловичу: нужны лаборатории на орбитах. И первая лаборатория была запущена через полгода после пуска ПС. Один из товарищей Сергея Павловича вспоминает его слова, сказанные на космодроме:
— Добавим еще аппаратуры. Вес на орбите утроим.
И вес третьего спутника оказался действительно почти в три раза больше веса своего предшественника (1327 килограммов). У второго, а затем и у третьего спутников по предложению Сергея Павловича была изменена форма — конус вместо шара. Высота третьего спутника составляла 357 сантиметров; аппаратуры он нес на себе около тонны (968 килограммов).
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…»
К небесной соседке
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».