21 августа Гагарины вернулись в Луостари, а через несколько дней Юрий узнал, что ему присвоено звание летчика третьего класса. В первый день, восстанавливая навыки, он летал на «МиГ-15УТИ» под присмотром старшего офицера, затем вновь поднял в небо машину с бортовым номером «44». Общий налет Гагарина с весны 1958 года по осень 1959 года составлял уже 265 часов.
12 сентября пришла весть об успешном запуске космического аппарата «Луна-2», который вскоре врезался в поверхность Луны, доставив туда советские вымпелы. Новое эпохальное достижение, как стало известно спустя десятилетия, тоже не обошлось без «шероховатостей».
Конструкторы учли проблемы, возникшие при предыдущих попытках «попасть в Луну», но не смогли решить все. После модернизации аппарат получил обозначение «Е-1А», и первый старт состоялся в действительности еще летом – 18 июня 1959 года. Однако на 153-й секунде полета (то есть на этапе работы второй ступени) произошел отказ инерциальной системы, и по команде с Земли ракета была подорвана.
Для подстраховки от возможных неудач были подготовлены две ракеты-носителя и три одинаковых аппарата. Очередной запуск был запланирован на 6 сентября 1959 года, но из-за сброса автоматики при наземной подготовке был отменен. Следующую попытку предприняли 8 сентября – проблемы с наддувом бака окислителя заставили отменить и этот старт. Третий раз аппарат «Е-1А» мог быть запущен 9 сентября 1959 года, но уже после зажигания команда «Главная» не прошла, и ракету сняли со старта.
Только с четвертого раза аппарат, получивший в сообщении ТАСС название «Луна-2», был запущен в космос и выполнил историческую миссию, впервые перелетев с Земли на другое небесное тело. Попадание в Луну было зафиксировано 14 сентября 1959 года в 00:02:24 по московскому времени. Вымпелы упали в районе Болота Гниения, в западной части Моря Дождей, в 800 км от центра видимого диска. Сейчас этот район называется Заливом Лунника.
Удачный запуск оказался очень кстати. 15 сентября, на следующий день после триумфа «Луны-2», Хрущёв был с визитом в США и подарил американскому президенту Дуайту Эйзенхауэру точную копию вымпела и золотой значок, изготовленный специально в честь этого события. Выступая перед американцами, Хрущёв сказал:
Очередное достижение произвело сильное впечатление на Юрия Гагарина. Как рассказывала Валентина Ивановна, он стал задумчив и как-то раз сказал:
Биографы полагают, что оброненная реплика служит еще одним свидетельством готовности Юрия Алексеевича стать космонавтом.
Но так ли это? С тем же успехом можно заявить, что Гагарин при всех его усилиях стать лучшим полярным летчиком не чувствовал отдачи, соответствующей его амбициям, и начал сомневаться в правильности выбора, сделанного в Оренбурге. Если же учесть, что к тому времени он уже прошел собеседование с медиками, проводившими предварительный отбор, но пока не получил решение, то его пасмурное настроение можно понять.
Не прошло и месяца, как советские конструкторы взяли еще один исторический приоритет: «Луна-3» сфотографировала и передала на Землю изображение невидимой стороны Луны.
Созданные для этой цели аппараты «Е-2» и «Е-2А» существенно отличались от предшественников. Выбор конструкционных особенностей определялся тем, что в один из моментов своего движения по орбите аппарат становился «ориентированным», то есть способным проводить астрономические наблюдения заранее выбранного небесного тела, в данном случае – Луны. Причем в качестве источников тока для питания системы ориентации использовались не аккумуляторы, а солнечные батареи.