当自动控制系统出现故障的时候，宇航员可以进行手动控制。为此系统安装了不同寻常的光学系统：舷窗安装在腿的下方，并安装了“凝视”调姿设备，包括2 个环形镜面反射器、网状滤镜和玻璃等。水平进入的太阳光首先由第1个镜面反射，经过舷窗玻璃照射到第2个镜面再反射到宇航员的眼睛。如果飞船的姿态调整是正确的，那么宇航员在“凝视”系统中能看到地球水平面形成的同心环。飞船的飞行方向，按照地球表面“跑动”确定——在上述条件下，地球表面和航向指针重合，指针也刻在舷窗玻璃上。
飞船的分离系统也进行了备份。在轨飞行期间，舱段之间是用金属条带连接的。此外，在仪器舱和载人舱之间还有应急缆线相连。这些连接部分需要使用数量很多，且有诸多备份的火工品装置来进行分离。外部的连线使用火工剪，而金属条带和应急缆线则通过爆炸螺栓实现分离。控制分离的信号在制动发动机工作完毕后，由时间—程控装置给出。如果由于某种原因分离信号没有给出，那么飞船上还安装了热敏装置，在进入大气与周围介质摩擦生热后，升高了飞船的温度，同样可以产生分离信号。分离信号传给可靠的弹簧分离器，后者放置在仪器舱分离底部的中间位置。
当然，上述所有系统还有飞船的其他系统都需要进行空间试验，为此科罗廖夫决定发射更简单的飞船原型机（按现在的话说，应该称为“技术验证星”），在文档中以“1КП”作为标识（表示“简化飞船”的含义）。
“简化飞船”与最终的“东方号”有显著的差别。其上没有安装热防护层、生命保障系统和弹出装置，但是安装了太阳能电池板和新研制的名为“信号”的短波无线电雷达，雷达由第695 科学研究所研制，用于实时发送一部分遥测数据并对飞船进行可靠的定向。为了补偿缺少的质量（惯性力），飞船上还放置了一吨重的钢材。之后“简化飞船”的质量达到了设计值4540千克。
1960年5月，P—7 A运载火箭从秋拉塔姆发射场发射了编号为“E”的月球探测器（8К72，“月球东方号”，编号Л1—11）。它成功地将1КП卫星发射到近地点312千米、远地点369千米的轨道。飞行器正式获得了“第一艘飞船式卫星”的称号。经过4 天的飞行，从地面发出了ТДУ发动机点火的指令。然而基于近红外垂向指示器的姿态控制系统出现了故障。它没有将卫星制动，而是将其加速并推向了更高的轨道（近地点307千米，远地点690千米） ，并在轨道上一直飞行到1965年9。如果船上有飞行员的话，他是必死无疑了。
科罗廖夫并没有对这次的失败感到灰心。他相信，下一次一定能将飞船调整至正确的方向。最重要的是，ТДУ—1制动发动机的确工作了，而飞船转移到了更高的轨道上，这本身就成为极有价值的试验，它很好地证明了，宇航器是可以操控定向的。
4．3 1К 飞船
1960年6月4 日，政府第587 号令第238 页“关于1960年与1961年前半年航天技术发展计划”中明确了发射飞船的时间。1960年5月应当发射两艘1КП飞船； 1960年8月，将发射3艘1К飞船，用于飞船各基本组成系统以及侦察相机的研究； 从1960年9月到12月，发射2艘配备完整生命保障系统的3К飞船（第一位宇航员就使用这样的系统）。
时间当然很紧迫，所以设计者们决定不再重复发射1КП，而是直接准备1К10飞船。
与最简单的飞船相比，新飞船增加了热防护装置和装有类似生命保障系统的弹出式舱，这种弹出式舱是将来载人飞行时要用的座椅方案之一。舱内放置了设有动物座椅的小屋，包括自动喂食机、粪便管道、通风系统、弹射和火工品装置，以及用于定向的无线电收发装置、带有托盘和镜子的电视摄像机等。
验证电视摄像机是非常重要的——因为设计师们希望全程观测宇航员的太空飞行。该系统同样由列宁格勒第380 科研所的相机工程师研制，他们曾参加了“月球3 号”上“叶尼塞”系统的研制。新的系统被命名为“谢利戈尔”，包括有2个转发盒ЛИ—23 ，每个重3千克，还有配置到各测量站点的接收装置。转发的品质为每行100像素，每幅图像100行，频率为每秒10 幅图像。这些指标似乎并不是很高，但是用于观察参加试验的动物行为或者是绑在座椅上的飞行员的反应来讲也足够了。在完成了与飞船发射装置的对接试验后，“谢利戈尔”系统被装载到传统的汽车通用车体上，发往1号测量站点（秋拉塔姆）、9号测控站（红村）、10号测控站（辛非罗波尔）、4号测控站（叶尼塞） 和6号测控站（叶利佐沃）。而莫斯科附近，“谢利戈尔”系统被安置到特种设计局莫斯科能源研究所在熊湖附近的测量点处。初夏，各测量站点完成了必要的飞机试验——飞机携带着相应的设备，用于模拟卫星和飞船系统的工作。试验非常顺利，出现的问题也很快得以解决。
因为接下来的试验要求返回舱返回到地面，所以其上安装了降落伞系统，该系统是科学研究试验研究所伞兵伞具中心与国立航空技术委员会下辖的第81 工厂共同研制完成的。返回舱依据大气压力传感器测出的信号在10 千米左右的高度将降落伞打开，当下降到7~8 千米的高度时，舷窗盖弹开并将装有试验体的舱体弹出。
还有一项新的技术是，第一特种设计局为飞船增加了热控系统，因为人们不希望将来的试验犬或者宇航员像不幸的“莱卡”一样被热死。基本上，该系统与第3颗卫星（“Д卫星”） 上的热控系统相似。为了将舱内空间冷却下来，使用了液体—气体热辐射组件。液体冷却剂进入到辐射板，或者称作辐射热交换器中，该设备安装在仪器舱内，并与百叶窗相连。为了将所聚集的热量通过热交换器表面的辐射带走，需要打开百叶窗。
最终一切准备完毕。1960年7 月28 日，在秋拉塔姆的发射基地，P—7A火箭发射升空（“月球东方号”，编号Л1—10）。其头部整流罩下是1К飞船1 号，里面坐着试验犬“小蘑菇”和“海鸥”。但是“小七”运载火箭再次显示了其复杂的技术特点。在飞行到第24秒的时候出现了高频振动，Г模块助推器的燃烧室发生爆炸。10秒钟后，箭体分解，散落在基地附近离1 号测量点不远的地方。返回舱在砸向地面的过程中解体，试验犬不幸牺牲。
产生振动的原因最终也没能搞清楚，最后只能归结于没有遵守第一古比雪夫工厂的技术规范。这次灾难让科罗廖夫难过了很久，因为红头发的“小蘑菇”是他最喜欢的一只试验犬。
试验犬的死亡使设计师们意识到必须为发射阶段建造可靠的救生逃逸系统。总设计师亲自参加了该系统的研制，因为他知道在发射飞行的前几分钟，有多种原因可能导致火箭的故障。直接的设计工作则由伊斯多夫斯基承担。
救生逃逸系统的工作原理是这样的。如果在发射后40秒之内出现了故障，那么根据发射掩体内指挥部发出的指令，宇航员所在的舱体将被弹射出去。如果火箭在飞行了40秒到150秒的时间段内出现异常，那么发动机将关闭，在舱体降落到7 千米高度时，弹射舱按照常规的弹射规程弹出。如果飞行到150 秒至700 秒期间出现故障，发动机依然将要关闭，但此时是整个返回舱与箭体实现分离。如果飞行过程中在700 秒至730 秒期间“E舱段”出现了故障，则发动机关闭后，整个飞船将全部与之分离。
但是对发射后最初的15~20秒之内出现的意外，却一直没有找到很好的解决方案。在宇航员可能降落的区域铺设金属网应该管用，因为在这种情况下，降落伞还来不及打开。但即使能通过这种方法保护宇航员的全身，他依然有可能被大火所波及。
对于飞行员极可能在这致命的几秒钟之内无法脱身的情况，科罗廖夫非常不安，但是将工作推延又是不可能的。所以他决定，对于这种情况，只能在成功进行了两次无人驾驶的飞行后，才能够试验载人飞行11。
人们对下一次的发射进行了精心的准备。8 月16 日，人们隆重地将火箭运到了发射台，计划第二天发射。但是没有料到，火箭上的氧化剂主阀门出现故障，发射不得不推迟，直到专线航班从古比雪夫运来新的组件。在所有的人群中，医疗队最焦虑，因为他们相信，试验犬在发射前的非常规等待状态下，要比在太空中更容易“发疯”。但是试验犬终于平稳地耐受了等待过程。
1960年8月19日莫斯科时间11时44分7秒，从秋拉塔姆基地终于成功发射了P—7 A运载火箭（“月球东方号”，编号Л1—12）。它将飞船送入了近地点306 千米、远地点339 千米的轨道，无人驾驶飞船的编号为“1К”2 号，重达4600 千克，被官方正式命名为“第二艘航天飞船”，飞船上携带了2只试验犬“小松鼠”和“小箭头”。
两只试验犬都不大，而且都是浅色的。“小松鼠”4．5 千克重，“小箭头”比它重1 千克。就像“莱卡”一样，两只航天犬身上都装有测试仪，记录其动脉血压、心电图、心率、呼吸频率、体温和心脏活性。进入轨道的它们并不孤单：虽然分别处于两个独立的容器内，但是它们同在一个弹出舱中。弹出舱中还携带了2 只白鼠和12只黑、白色的小老鼠，以及昆虫、植物和蘑菇。在弹出舱外还另外装着28只小老鼠和2只大老鼠。除此之外，返回舱中还有各种植物的种子包，包括玉米、小麦、豌豆等，以便研究航天飞行对其产量的影响。
对动物的观测使用了“谢利戈尔”系统的2 个电视摄像机，对着试验犬的面部和侧影。地面接收到影像后，将之记录到电影胶片上。借助这些影片，以及对医学参数的解析，人们了解到在第4 圈和第6圈的飞行过程中，“小松鼠”极度不安，它试图挣脱固定它的带子，并不停狂吠。随后它掉下了眼泪。这一现象影响了后来确定第一名宇航员的飞行时长——只飞行一圈。
在飞船离轨前，以近红外垂向指示器为基础构建的主姿态控制系统再次出现故障。科罗廖夫感到很挫败，但是他很快又平静下来，因为这是一个极好的检验基于太阳的备用姿态控制系统的机会。
8月20日，从第4 测控站（位于叶尼塞） 发出了启动“花岗岩”时间—程控装置的指令，以便执行一系列下降操作。6 号测控站（叶利佐沃） 证实了“花岗岩”时间—程控装置已经正常工作，向空中发射了时间标签。ТДУ —1 开始启动，返回舱与仪器舱分离，进入大气层并降落到奥尔斯克、库斯塔奈、阿曼吉尔德所形成的三角形区域内，距离计算落点的误差只有10 千米。返回舱在太空停留的时间为1天2小时23分钟，完成了绕地运行17圈的飞行。
之前参加试验的犬，其昵称和已经死亡的事实在很长时间内都是保密的，但这次却完全不同，“小松鼠”和“小箭头”一夜成名。在飞船返回后，很多苏联的学校都开设了专门的课程，介绍如何与混血犬建立良好的关系。据说在莫斯科的鸟兽市场，询问混血小狗的人数急剧增加。
试验犬在飞行之后很快证明自己很健康。不久，“小箭头”分两次产下了健康的后代——6 只小狗。研究人员研究了每只小狗，它们都有专人看护。1961年8 月，赫鲁晓夫将其中一只名为“小花”的小狗作为礼物赠送给了当时的美国总统夫人杰奎琳·肯尼迪。
而对出现故障的近红外垂向指示器系统，因为已经是第二次出现故障，人们决定在随后的飞船系统中不再使用它。对日定向系统成为主姿态控制系统，基于它设计了两套微小发动机控制环路，而第三个环路由宇航员操作。
4．4 “涅捷林” 式的灾难
在“小松鼠”和“小箭头”成功地返回地球后，航天人决定在1960年12月进行载人飞船的发射，并获得了政府的支持。1960年10月11日，苏共中央委员会和部长会议第1110号政府令发布，其中第462页写道：“即将在1960年12月载人发射航天飞船 ‘东方号’ ，这是一项极其重要的任务。”可是，在第一次的成功之后，却出现了一系列失败甚至灾难。
1960年9月出现了一次发射火星探测器的天文窗口12。科罗廖夫在这个领域也想取得领先优势——向这颗红色的星球发射无人飞船，对其令人迷惑的“运河”13进行近距离成像。为此莫斯科国立大学的列别金斯基教授14已经研制出所需的设备模块，包括电视摄像机和能够判定火星上是否有生命的光谱反射计。科罗廖夫建议先用哈萨克斯坦的大草原来检验这些设备。但让航天人意外的是，仪器显示秋拉塔姆地区没有生命迹象。这样列别金斯基的设备就只能废弃在地球上了。
重500千克的1 M卫星计划由新改型的四级火箭P—7 A（代号8К78）发射，其上安装了И模块和Л模块。之后火箭获得了一个很好听的名字“闪电”。
И模块的发动机由位于沃罗涅日的第154 特种设计局的考斯伯格团队研制，而 Л 模块则首次采用了闭环方案的液体火箭发动机C1．5400（11ДЭЗ） ，它由第一特种设计局研制。