Le 1er avril 1958, les caractéristiques du futur vaisseau sont avancées. Répondant à l'appellation « Objet OD-2 » (OD signifie « satellite orienté »), il aura une masse comprise entre 5,0 et 5,5t, évoluera en orbite à une altitude de 250km environ et atterrira avec une précision de 100 à 170km. Le cosmonaute devra s'éjecter à 8 ou 10km d'altitude.

Un lourd problème qui se pose aux ingénieurs est celui de la rentrée atmosphérique. Les calculs que sa résolution demande sont extrêmement complexes, et ils demandent l'aide des mathématiciens de l'Académie des Sciences, qui mettent à leur disposition l'ordinateur BESM-1. Utilisé avec les méthodes de calcul mises au point en 1953 par KELDICH, PETROV et AVDOUÏEVSKI, il permet de déterminer que le vaisseau devra supporter des accélérations de 8 à 9G et des températures comprises entre 2 500 et 3 500°C. Pour ce faire, il sera équipé d'un bouclier thermique dont la masse sera comprise entre 1 300 et 1 500kg.

Le 1er mai 1958, KOROLIOV décide de ne pas effectuer de vol suborbital, qu'il juge accessoire, et de passer directement aux vols orbitaux. Plus tard dans le mois de mai, TIKHONRAVOV propose de commencer le développement du vaisseau. Au mois de juin, FEOKTISTOV présente son projet OD-2 à KOROLIOV. Le diamètre de la capsule a entre-temps été fixé à environ 2,30m. FEOKTISTOV a aussi esquissé les plans d'une version inhabitée de l'OD-2 qui, équipée d'appareils photographiques, pourra servir à la reconnaissance spatiale. KOROLIOV est séduit par le projet et il l'entérine.

Au cours du mois de juin, il le présente au Comité des Sciences et des Technologies. Le 1^er juillet, il écrit au Politburo pour expliquer l'importance du projet, tant sur les plans scientifique que politique. En août, deux concepts émergent. Ils sont présentés par la figure 1. Les ingénieurs hésitent encore entre les deux.

Le 1er novembre 1958, le Conseil des Concepteurs en Chef signe le décret autorisant le démarrage de la construction de l'OD-2 dans ses versions habitée et de reconnaissance. Le document permet aussi à l'OKB-1 de procéder à un vol habité dès qu'il en sera capable. Cependant, le gouvernement soviétique n'a toujours pas donné son accord. Le programme démarre tout de même, et quatre versions de l'OD-2 sont prévues :

     - le « 1K », ou « 11F61 », sera un prototype devant tester les systèmes,
     - le « 2K » sera la version militaire inhabitée,
     - le « 3K », ou « 11F63 », sera la version habitée,
     - le « 4K » sera une future version militaire capable de prendre des photos en très haute résolution.

La construction du premier OD-2 démarre en décembre 1958. Pendant que les ingénieurs s'y affairent, KOROLIOV est en conflit avec les militaires à propos de la version de reconnaissance. Il pense en effet qu'il est ridicule de développer une deuxième version alors que la version habitée pourrait très bien être adaptée pour ce rôle. En fait, KOROLIOV prévoyait même de construire dès le départ la version habitée de manière à ce qu'elle puisse devenir une capsule de reconnaissance.

Parallèlement, au mois de janvier 1959, l'OKB-1 commence les travaux sur le Bloc E, le troisième étage dont sera équipée la R-7 pour pouvoir lancer l'OD-2. L'OKB-154, lui, commence à concevoir le moteur RO-7 qui équipera le Bloc E. La R-7 équipée de cet étage sera appelée 8K72, ou plus simplement : Vostok, du nom du vaisseau qu'elle transportera.

Un autre problème qui se présente aux ingénieurs est celui du scaphandre. Le 17 avril 1959, l'OKB-1 signe le cahier des charges que devra respecter la combinaison.

Le 22 mai 1959, le Comité Central du Parti Communiste et le Conseil des Ministres d'Union soviétique signent le décret n°569-264 qui autorise le développement d'un vaisseau habité. Le décret désigne les contractants et les sous-traitants. Il donne aussi raison à KOROLIOV concernant la version militaire : elle ne sera pas construite spécifiquement mais sera adaptée de la version habitée.

De plus, le programme est rebaptisé « Vostok » (« Est », ou « Orient » en Russe), sur proposition des ingénieurs. Le nom de « Charik » (« la sphère ») n'a pas été retenu. La version de reconnaissance militaire, elle, prend le nom de « Zenit ». Le 2K devient ainsi le Zenit-2, et le 4K le Zenit-4.

Le programme ayant été entériné, les responsables soviétiques commencent à chercher les candidats pour voler sur le Vostok.

Pour ce qui est du scaphandre, c'est l'usine 918 qui emporte le contrat de fabrication. Elle a déjà un tel projet dans ses cartons : le S-10. Deux exemplaires sont construits pour être testés en laboratoire. La combinaison doit être capable d'assurer la survie du cosmonaute, même s'il est inconscient, en cas de dépressurisation du vaisseau, de contamination de son atmosphère, ou encore en cas d'amerrissage. Le S-10 réussit très bien tous les tests.

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