Le 30 mars, BOUTOMA, DEMENTIEV, IVACHOUTINE, KALMIKOV, KAMANINE, KELDICH, KOROLIOV, MOSKALIENKO, OUSTINOV, ROUDNEV et VERCHININE signent un mémo stipulant que tout est prêt pour procéder à la mission.

Le 3 avril, l'approbation finale est donnée : KAMANINE annonce que le gouvernement a décidé d'envoyer un Homme en orbite. Le 4 avril, KOROLIOV se rend à Baïkonour pour faire un rapport à une commission gouvernementale spécialement venue de Moscou. Il est accompagné par les six cosmonautes du groupe d'entraînement accéléré.

Le 5 avril, KAMANINE écrit dans son journal qu'il est indécis quant au choix du cosmonaute assigné à la mission. GAGARINE et TITOV sont les deux favoris depuis un certain temps déjà, mais il est très difficile de trancher entre les deux. Le 6 avril, il réunit le Conseil des Concepteurs en Chef afin de mettre au point les derniers détails techniques.

Le 8 avril, une commission se réunit. Elle est notamment composée de  BARMINE, GLOUCHKO, KOROLIOV, KOUZNIETSOV, PILIOUGUINE et ROUDNEV. KAMANINE propose à la commission de nommer GAGARINE comme titulaire du commandement de la première mission, TITOV comme son suppléant et NELIOUBOV comme le suppléant de TITOV. La commission a approuvé ce choix à l'unanimité.

Le 11 avril, le lanceur est transporté jusqu'au pas de tir de la zone n°1.

Le 12 avril 1961, à 06h07 GMT, le troisième vaisseau 3KA, baptisé « Vostok », décolle. Il emmène Youri Alekseïevitch GAGARINE dans l'Espace. Pour la première fois, un Homme quitte la Terre.

Le vol se déroule sans incident grave. GAGARINE devient un Héros ; son nom est gravé à jamais dans l'Histoire. La prochaine mission - Vostok-2 - est prévue pour durer 24 h. Les questions d'ordre médical surgissent alors, car personne ne sait comment un organisme humain réagira à une si longue exposition à la microgravité. TITOV est désigné pour effectuer la mission et NIKOLAÏEV sera son suppléant.

Le lancement a lieu le 6 août 1961. Lors du vol, TITOV se dira malade. Il expérimente en effet ce qui sera plus tard appelé le "mal de l'Espace"... Rien de grave toutefois. Le retour se déroule sans encombre.

En septembre 1961, le groupe d'entraînement accéléré accueille VOLINOV et CHONINE (en remplacement de GAGARINE et TITOV). Ils seront peu de temps après rejoints par KOMAROV.

Après le vol Vostok-2, les responsables soviétiques commencent sérieusement à envisager l'envoi d'une femme à bord d'un prochain Vostok. Le 30 décembre 1961, le Comité Central du Parti Communiste donne son feu vert pour la sélection de cinq candidates-cosmonautes.

Le 20 février 1962, Les Etats-Unis réussissent à leur tour à envoyer un Homme (John GLENN) en orbite.

Le 3 avril 1962, le groupe de femmes-cosmonautes est présenté. Il est composé de Tatiana KOUZNIETSOVA, Valentina PONOMARIOVA, Irina SOLOVIOVA, Valentina TERECHKOVA et Zhana YORKINA.

Pendant ce temps, les Soviétiques réfléchissent à leur prochaine mission. KOROLIOV envisage au départ de faire voler trois vaisseaux Vostok simultanément, mais ce nombre est réduit à deux de manière à limiter la complexité du projet. Vostok-3 décolle le 11 août, commandé par NIKOLAÏEV. Il est suivi par POPOVITCH dès le lendemain (Vostok-4). Les deux vaisseaux se rapprochent jusqu'à quelques kilomètres l'un de l'autre, et ils atterrissent sans encombre.

Après ces deux vols, il ne reste que deux vaisseaux 3KA. Au printemps 1963, le Comité Central du Parti Communiste autorise la construction de quatre engins supplémentaires. Le premier emmènera des animaux pour un vol à haute altitude, le deuxième serait commandé par un cosmonaute pour une mission de huit jours, et les deux derniers effectueraient un vol simultané de dix jours. Ces vols ont été abandonnés.

Le 14 juin 1963, BIKOVSKI décolle à bord de Vostok-5. Il est suivi deux jours plus tard par Vostok-6, commandé par Valentina TERECHKOVA, la première femme envoyée dans l'Espace. Les deux vaisseaux volent ensemble et atterrissent sans problème.

On notera qu'une version féminisée du scaphandre SK-1 a été développée spécialement pour l'occasion. Dénommée SK-2, elle diffère de la version précédente principalement en ce qui concerne sa forme.

Après Vostok 6, plusieurs vols sont prévus :

• Vostok-7 devra, en avril 1964, voler durant 10 jours au cœur des ceintures de radiations de Van Allen. Une autre idée pour cette mission est d'envoyer Boris EGOROV (un médecin) sur un vol de sept7 jours afin de mener des études biomédicales.

• Vostok-8, prévu pour le mois de juin 1964, devra mener la même mission que Vostok-7 (études des ceintures de Van Allen).

• Vostok-9, prévu pour le mois d'août 1964, devra voler en haute altitude durant 10 jours. L'objectif de la mission est d'étudier la couronne solaire, ainsi que de mener d'autres recherches géophysiques, astronomiques et biomédicales.

• Vostok-10 devra, en avril 1965, mener une mission similaire à celle de Vostok-9.

• L'équipage de Vostok-11 devra, en juin 1965, mener à bien une sortie dans l'Espace. Le vaisseau sera pour cela équipé d'un sas. Celui-ci nécessitera l'abandon du siège éjectable, et donc l'installation de rétrofusées pour atterrir en douceur.

• Vostok-12, prévu pour le mois d'août 1965, aura le même plan de vol que Vostok-11.

• Vostok-13 effectuera en avril 1966 la même mission que Vostok-9 et Vostok-10.

Ces sept missions n'ont jamais été menées à bien, et il est même vraisemblable qu'aucun équipage n'ait jamais été désigné à cette fin. Ceci est notamment dû aux militaires, qui jugeaient inutile de continuer à envoyer des Hommes dans l'Espace sur le Vostok.

Le programme Vostok est officiellement terminé le 4 février 1964.

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