Как пришли к идее полетов на Ту-104 по параболической траектории для имитации невесомости – пока неясно. В дневниках командира группы космонавтов, генерала Каманина, имеется следующая запись, датированная 11 марта 1961 г.: «Убедил Вершинина (Командующего ВВС – У.У.) подписать два приказа. Первый – о передаче самолета Ту-104, оснащенного для полетов на невесомость, в ЦПК(Центр подготовки космонавтов – У.У.), так и назначение экипажа полковника Старикова на этот самолет…».
Выбранные машины должны были модифицироваться для полета в условиях перегрузок (в том числе – и отрицательных) с тем, чтобы бортовое оборудование оставалось работоспособным. Так, например, топливо в баках при невесомости тоже будет свободно парить, но это никоим образом не должно сказаться на подаче его к силовым установкам. И здесь (как и во многих других системах) нужно было что-то придумывать.
В 1961 г. на опытном предприятии НИИ ВВС с помощью ОКЬ Туполева была подготовлена первая такая машина (СССР-42390). Часть салона занимала лаборатория, оставшаяся часть представляла собой зал (длиной примерно 8 м) с обитыми мягким материалом внутренними поверхностями и отделенная от кабины сетью.
Для того чтобы точно установить нулевое значение перегрузки (условие невесомости), в ЛИИ позднее был разработан и устанавливался штатно на самолет автомат управления, который «забирал» у нилотов это тонкое управление.
Поначалу самолет внешне не отличался от своих аэрофлотовских собратьев. Позднее машину перекрасили – на нее нанесли звезды и красный бортовой номер «46».
Испытательные полеты машины, обозначенной как Ту-104АК, проводили летчики-испытатели Сергей Анохин и Юрий Гарнаев. К моменту первых полетов на невесомость оба были очень опытным пилотами, были знакомы с разными перегрузками, и все же скорость перехода к нулю, всего за полминуты, давала совершенно неведомые до того, впечатляющие ощущения. Однажды экипаж наблюдал захватывающую сцену: незакрепленный барограф медленно «вышел» из футляра и подплыл к штурману – зрелище фантастическое! Но главное – задуманное осуществлялось: невесомость воспроизводилась «на земле»! Для уточнения летных методик в этом в общем-го непростом виде полетов принимал участие экипаж Анатолия Старикова. При точном выдерживании всех параметров можно было получить па параболе 25 секунд невесомости.
Кандидаты в космонавты подолгу тренировались в этом Ту-104, а позже к этой машине присоединились еще две – с номерами «47» (бывший СССР-42389) и «48» (бывший борт «91»). На тренировках в невесомости отрабатывались: координация п перемещение, прием пищи (твердой и жидкой), выполнение различных работ. Полученный позже опыт реальных космических полетов полностью соответствовал тому, который набрали на 'Гу-1 (МАК. С тех нор полеты на «АК» стали обязательным разделом программы подготовки советских космонавтов.
Каждый новый космический эксперимент отрабатывался и испытывался перед реальным полетом в лаборатории невесомости Ту-104. Так, первая «космическая прогулка» (выход в открытый космос) тщательно и полно отрабатывалась на Ту-1 (МАК. В салоне был установлен космический корабль «Восход». После того, как испытали сам космический аппарат, космонавты П. Беляев и А. Леонов начали тренироваться «выходить в космос», пока не довели свои действия до совершенства.
Даже первый луноход испытывался в Ту-104. Для этого в летающей лаборатории насыпали «лунной пыли», и «на параболе» (гравитация соответствовала лунной – 0,16) луноход делал первые попытки двигаться. Позднее Ту-104АК были заменены на более комфортабельные Ил-76К и Ил-76МДК, на которых даже туристы тоже могут купить себе «ощущение невесомости».
Сегодня историю можно еще увидеть: красный «46» стоит в музее ВВС в Монино. «48» ржавеет в Чкаловской. А на авиазаводе в Харькове находится «47», который в декабре 1977 г. заводу «возвратил» космонавт В.В. Коваленок. По крайней мере, он, обращаясь тогда к авиастроителям, благодарил их за вклад в советскую космическую программу.