Vostok (uzay aracı)
Tasarım süreci

Vostok projesini yönetten başmühendis Sergey Korolyov, basit ve güvenilir bir araç tasarlamayı hedeflemişti. Araçtaki tüm sistemlerin en az bir yedeğinin bulunması tasarım gerekliklerinden biriydi. Daha önce yapılan uzayaraçlarına benzemeyen karmaşıklık ve güvenilirlikteki Vostok'un üretimi için Korolyov önemli bir organizasyonun üstesinden gelmiştir.
1957 ilkbaharında Korolyov, Vostok'un tasarımı için NII-88 içinde proje bölümü 9'u oluşturdu ve başına Tikhonravov'u getirdi. Isı kalkanı ve sesüstü aerodinamik gibi yeni bilgi alanlarının geliştirilmesi gerekiyordu. Tikhonravov bunun için deneyler yapmaya başladı. Bunların sonucunda kanatlı ve tekrar kullanılabilir bir aracın var olan ısı kalkanı teknolojileriyle mümkün olmadığı ortaya çıktı. Bunun yerine tekrar kullanılması mümkün olmayan, konik ve yuvarlak hatlı (daha sonraki Soyuz'lara beneyen) modeller üzerinde durulmaya başlandı. Böyle bir kapsülün atmosfere girişinde karşılaşacağı ivmenin azami 10 g olacağı hesaplandı.
Beri yandan merkezkaç cihazlarıyla yapılan havacılık tıbbı araştırmaları, pilotların 10 g çekim kuvvetine kalıcı etkiler oluşmadan katlanabildiğini gösteriyordu. Böylece uzayaracıın şekli kabaca belli oldu ve araştırmalar bu temelde sürdürüldü. Uzayaracının şekli, yapısı, teçhizatı ve malzemesi aynı anda geliştiriliyordu. Bu durum her şeyin birkaç kez tekrar geliştirilmesini gerektiriyordu ama böylece nihai sonuca hızlı ulaşıldı. Sonunda küresel bir araç oluşturuldu. Aracın ağırlık merkezi, kürenin yan tarafında olacak, böylece atmosfere girişte uzayadamı için uygun bir doğrultu alınacaktı.
Bu araştırma sonucunda yayımlanan "İnsanlı bir Sputnik için araştırma sonuçları raporu"na göre:
Üç kademeli bir R-7 roketi ile asgari 250 km yükseklikteki yörüngeye 4.500 - 5.500 kg ağırlıkta yük taşımak mümkündü.
Bu yüke bir insan, hayat destek birimleri ve bilimsel teçhizat dahildi.
Küresel bir araçla atmosfere balistik giriş sonucu oluşacak sıcaklık 2500 ila 3500 °C, azami yük 8 ila 9 g idi. Bunu karşılamak için 1300–1500 kg'lık bir ısı kalkanı gerekiyordu.
100 km yükseklikte atmosfere giriş açısı -2 derece olacaktı.
Hedeflenen noktaya iniş kesinliği +175 km, -100 km idi.
Pilot 8 ila 10 km irtifada aracı terk edecekti.
Aracın içindeki ses ve titreşim düzeyini tahammül edilebilir sınırlarda tutmak için gerekli yalıtım yapılmalıydı.
Pilotun ilk uçuşta aracı kullanmayacağı göz önüne alınarak (her şey otomatik olacak şekilde) tasarım yapılmalıydı.
Doğrultu kontrol düzeni soğuk gaz püskürtmesiyle sağlanacaktı.
Elektronik sistemler sınırlıydı: Doğrultu kontrol sistemi, güdümleme kontrol işlemcisi, yedekli ses telsizi.
Yörünge uçuş cihazları ve iniş için hız kesme roketleri iniş kapsülü dışındaki başka bir modülde taşınacaktı.
Geliştirme programına dahil edilen işler şunlardı:
Fabrika maketleri imal edilecekti
Fırlatma koltuğu testleri uçaktan ve roketten ayrı ayrı yapılacaktı
Ölçekli maketlerle ısı kalkanı testleri yapılacaktı
Tam boyutlu insansız prototip uçuşları gerçekleştirilecekti
Mankenlerle iki uçuş yapılacaktı
Bir arıza durumunda uzayadamının tehlikeye düşmemesi için araçtaki tüm hayati sistemler yedeklenmişti:
Kapsüldeki tüm sistemler işlevsel olarak yedekli olmalıydı
Hayat destek sistemi ve ayrı bir uzay elbisesi sistemi. Elbise, kabin basıncının düşmesi veya hayat destek biriminin bozulması halinde dört saat boyunca bağımsız çalışabilecekti. Bu süre acil bir iniş için yeterliydi.
Doğrultu, kızılaltı düşey algılayıcılar tarafından otomatik veya uzayadamı tarafından elle düzeltilebilecekti.
Paraşüt hem atalet hem barometre algılayıcıları tarafından açılabilecekti.
Atmosfere giriş zamanlayıcı, ısı algılayıcılar ve radyo komutuyla gerçekleşebilecekti.