19 августа 1960 года, после того, как Сергей Павлович убедился, что в корабле проведены доработки по всем выявленным недостаткам, в суточный полёт отправились собаки Белка и Стрелка. Вместе с ними в катапультируемой капсуле спускаемого аппарата находились 28 белых и чёрных мышей в индивидуальных капсулах внутри общего контейнера, и две белых крысы, а также насекомые, растения и грибы. В спускаемый аппарат также положили семена различных сортов пшеницы, кукурузы, гороха, чтобы проверить влияние факторов космического полёта на их всхожесть и урожайность.

                Для наблюдения за животными в полёте, под руководством директора НИИ-380 Игоря Александровича Росселевича была сделана и установлена в спускаемый аппарат радиотелевизионная система «Селигер». Она состояла из нескольких телекамер (в реальной истории камер было две) и кинокамер, снимавших собак анфас и в профиль. Ещё одну камеру установили в иллюминаторе спускаемого аппарата, чтобы проверить, будет ли вращение при входе в атмосферу (АИ).

                Телепередача с борта корабля, позднее подтверждённая расшифровкой телеметрии и просмотром киноплёнок, показала, что на 4-6 витках собака Белка чувствовала себя плохо. Её рвало, она лаяла, билась, старалась освободиться от привязных ремней. Это очень обеспокоило медиков, и они категорически настаивали, чтобы первый полёт человека продолжался не более 1 витка.

                Также в полёте проводились эксперименты по фоторегистрации космических лучей, и исследования Солнца в рентгеновском и ультрафиолетовом спектре излучения, для чего также были установлены специализированные приборы.

                Королёв знал, что в «той» истории в полёте отказал датчик инфракрасной вертикали. По его указанию прибор подвергся значительной доработке, но его предстояло проверить на практике. Как оказалось, доработка не достигла цели – датчик вроде бы и работал, но определить направление на центр Земли – «построить вертикаль», необходимую для успешного схода с орбиты, не получалось.

                («Как не заблудиться в космосе». Системы ориентации КА https://geektimes.ru/post/253008/ и http://www.kosmos-inform.ru/i/infrakrasnaya-vertikal.html)

                Момент был критический – если направление импульса будет выбрано неправильно, корабль вместо схода с орбиты может уйти на более высокую, а тормозная двигательная установка была одноразового действия. Но, так как тот же самый корабль использовался как платформа для фоторазведчика, на борту уже была БЦВМ и дополнительные приборы ориентации – солнечный датчик и гироорбитант. (В реальной истории впервые гироорбитант появился чуть позднее, на спутниках «Зенит», но в АИ эти спутники были сделаны раньше. Устройство и принцип действия см. по ссылке выше). С помощью гироорбитанта и БЦВМ удалось правильно сориентировать корабль для торможения перед входом в атмосферу.

                Корабль вновь сделал 17 оборотов вокруг Земли. В 10.32 20 августа 1960 года по радиокоманде с Земли была запущена циклограмма схода с орбиты. В 10.38 штатно отработал тормозной двигатель. Разделение отсеков на этот раз прошло успешно. Спускаемый аппарат благополучно приземлился всего в 10 километрах от расчётной точки, в районе между городами Орск, Кустанай, Амангельды.

                Об успешном полёте собак тут же было сообщено по радио. Но тут Белка и Стрелка стали вторым «экипажем», их полёт был уже не столь сенсационным, как полёт Чайки и Лисички в 1959-м. Тем не менее, это была весомая заявка на скорый полёт человека.

                Сразу после полёта Белки и Стрелки коллективу ОКБ-1 пришлось переключиться на запуск АМС к Марсу. Сроки неумолимо диктовало астрономическое окно – 26 сентября планеты занимали такое положение, при котором отправленная в этот день к Марсу по гомановской траектории АМС могла иметь максимальную массу. Стоило поспешить или просрочить хоть несколько дней – и пришлось бы облегчать станцию, снимая часть полезной нагрузки и сокращая объём исследований.

                АМС, получившая название «Зонд-4» или «Марс-1960б» несла спускаемый аппарат для посадки на Марс, поэтому поставить на неё «медное ведро» не было возможности. Компоновка корпуса станции представляла собой цилиндр с химическим двигателем большой тяги для маневрирования на одном конце, и спускаемым аппаратом на другом. Середину поверхности корпуса занимали солнечные батареи и антенны.

                (В реальной истории АМС «Марс-1960» выглядели так http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/nk/1996/20/54.gif

                В АИ станция уже значительно более продвинутая, и выглядит как нечто среднее между 2МВ-4 она же «Марс-1» http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/nk/1996/20/58.gif и 3МВ-4, она же «Зонд-2» http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/nk/1996/20/61.jpg)

                На новой АМС была совершенно другая система связи, спроектированная уже на новой, полупроводниковой элементной базе, и не в СКБ-567, как в «той» истории, а в НИИ-885 Михаила Сергеевича Рязанского; совершенно другая система энергоснабжения – к малоэффективным и ненадёжным пока ещё солнечным батареям добавили РИТЭГ, преобразующий тепло от радиоактивного распада плутония в электроэнергию, более совершенная система управления и ориентации – станция имела БЦВМ на основе процессора 4004, систему астрокоррекции и ионные двигатели ориентации.

                Марсианский спускаемый аппарат был разработан в ОКБ-301 Семёна Алексеевича Лавочкина под общим руководством Георгия Николаевича Бабакина, и изготовлен на заводе № 301. Лавочкин, которого Хрущёв в июне 1960 года вместо Сары-Шагана отправил в санаторий, подлечился и чувствовал себя в общем неплохо. Никита Сергеевич очень боялся, что с ним случится такая же беда, как с Курчатовым, которого точно так же лечили, следили за ним, сопровождали, но в итоге обмануть судьбу так и не сумели. Поэтому, лично вручив Семёну Алексеевичу Золотую Звезду Героя Социалистического Труда, а Михаилу Михайловичу Пашинину и трём молодым лейтенантам – Звёзды Героев Советского Союза за сбитый 19 апреля U-2 (АИ, см. гл. 05-10), Первый секретарь без всяких разговоров отправил Лавочкина сначала на обследование, а затем в санаторий.

                В целом конструкция станции была значительно более совершенная, чем в «той» истории, более того, в некоторых ключевых моментах изменились алгоритмы поведения космического аппарата. Но главное изменение заключалось в том, что новые «Зонды» разрабатывались, изготавливались и отлаживались без спешки, по заранее составленному плану, утверждённому руководством Главкосмоса ещё в 1957-м году (АИ).

                Трудовая дисциплина на опытных заводах соблюдалась предельно жёстко. Вместе с тем, руководство проводило с рабочими краткие беседы, разъясняя, какой аппарат они в данный момент делают, какую задачу он будет выполнять, и какое значение имеет приоритет Советского Союза при выполнении научных или военных космических полётов. Люди проявляли сознательность, работали качественно и слаженно, поощряемые системой перекрёстного премирования и социальной оценки. Поэтому удалось добиться от матчасти почти такой же надёжности, как у пилотируемого корабля.

                (АИ, в реальной истории надёжность первых АМС была очень низкой, что и определило неудачи практически всех полётов АМС к Марсу. Блок «Л» в реальной истории был окончательно отработан только в октябре 1960 г, когда оптимальный срок запуска уже прошёл. В 1960 г обе запущенные станции были потеряны из-за аварий 3-й ступени носителя http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/nk/1996/20/20-1996-2.html В АИ эти недостатки были учтены и исправлены).

                Точно так же тщательно отрабатывали и 4-ю ступень – ракетный блок «Л», который должен был разогнать АМС после выхода на круговую орбиту и вывести её на траекторию полёта к Марсу. Блок «Л» доводили тщательно, во время пробных стартов АМС и запусков спутников связи «Молния» (АИ, см. гл. 05-11). На орбите к этому времени уже работало 3 «Молнии». 3-я ступень тоже подвергалась постоянной доводке в ходе испытательных запусков боевых МБР Р-9, в которых она же была второй ступенью. Эти мероприятия позволяли надеяться на успех марсианской миссии.