Будучи по натуре практиком, Цандер сразу занялся поисками технических решений, которые могли бы ускорить постройку межпланетного аэроплана. В 1924 году он приступил к разработке методик расчета жидкостных ракетных двигателей и сразу столкнулся с серьезной проблемой. Принцип действия такого двигателя выглядит простым. Из одной емкости в камеру сгорания поступает горючее (жидкий водород, бензин, керосин, спирт), из другой – окислитель (жидкий кислород), обеспечивающий горение. Смесь в камере поджигается, продукты сгорания вылетают через сопло. Но реализовать этот принцип – сложнейшая задача. Камера сгорания работает в условиях высоких температур, давлений и скоростей. Подобная среда не встречается ни в природе, ни в промышленных установках, поэтому к моменту появления концепции жидкостных ракет наука не изучала подобные сложные процессы. Однако чтобы изучить их, нужно иметь хотя бы один работающий двигатель. А его не было. Замкнутый круг.

В октябре 1926 года Цандер перевелся на работу в Центральное конструкторское бюро Авиатреста при заводе № 24. В том же месяце он направил в Главное управление научными, научно-художественными и музейными учреждениями в составе Наркомпроса РСФСР заявление с просьбой отпустить средства на продолжение его работ над проектом межпланетного аэроплана, однако никакой прямой поддержки своей космической деятельности на этот раз не получил. Таким образом, долгое время марсианский аппарат оставался его хобби, но даже в такой непростой ситуации Цандер вплотную приблизился к созданию первого советского жидкостного ракетного двигателя.

Инженер решил пойти эмпирическим путем, то есть воспользовался методом проб и ошибок. Прототип он нашел на заводе имени Матвеева (Госжатгаз) в Ленинграде – им стала обычная паяльная лампа. Переделав ее, инженер создал двигатель «ОР-1» («Опытный реактивный первый»), работающий на бензине и воздухе. В период с 1930 по 1932 год Цандер провел большое количество испытаний. Полученные результаты дали возможность перейти к созданию более совершенных двигателей, в которых окислителем служил жидкий кислород.

В декабре 1930 года Цандер поступил на работу в только что образованный Институт авиационного моторостроения (ИАМ), где получил должность старшего инженера. Пользуясь своими полномочиями, он сформировал небольшую бригаду для исследования реактивных двигателей. В то время в стране активно развивался Осоавиахим – Общество содействия обороне, авиационному и химическому строительству СССР (предшественник ДОСААФ), оказывавший материальную помощь отдельным изобретателям. Цандер решил заинтересовать Осоавиахим своими работами. Двигатель «ОР-1» оказался в этом деле лучшим «агитатором», и в июле 1931 года при Осоавиахиме сформировали Бюро изучения реактивного движения (БИРД), председателем которого должен был стать Фридрих Цандер. Инженер со свойственной ему добросовестностью взялся за составление подробного плана работ БИРД и закончил работу к 20 июля. В подготовленном документе говорилось о «лабораторных опытах, конструировании опытных приборов, конструировании, изготовлении, испытании более мощных приборов и реактивных двигателей, пригодных для установки на аэропланах». В случае успешного выполнения намеченных пунктов предусматривалась постройка аэроплана «для целей сверхавиации», а затем, как следующий этап, – «разработка межпланетных кораблей». Кстати, сверхавиацией (или суперавиацией) в те годы называли перспективные самолеты, которые, как предполагалось, смогут развивать сверхзвуковые скорости и подниматься на высоту стратосферы.

Но процесс продолжал пробуксовывать, и тогда Цандер подготовил объявление о наборе «желающих принять участие в проектировании и постройке реактивных двигателей» и официально уведомил вышестоящих товарищей об организации группы ракетчиков. В архивах сохранилось соответствующее письмо:

С этого письма и началась история МосГИРД – Московской группы изучения реактивного движения. Вполне вероятно, что новую организацию ожидала та же печальная судьба, что и другие сообщества ракетчиков, которые пытался собрать под своим руководством Фридрих Цандер, но в итоге она стала зародышем будущей советской ракетно-космической отрасли, ведь той осенью рижский инженер познакомился с молодым амбициозным авиаконструктором Сергеем Павловичем Королёвым.

Сергей Королёв, выпускник Московского высшего технического училища (МВТУ) и Московской школы летчиков-планеристов, в начале своей карьеры занимался конструированием планеров. Первую славу ему принес планер «Красная Звезда»: 28 октября 1930 года пилот Василий Андреевич Степанчонок сделал на нем три мертвые петли подряд. О выдающемся достижении написали профильные издания: «Самолет», «Красная Звезда», «Физкультура и спорт».

Когда Королёв начал учиться на инженера-конструктора, он не задумывался о космических полетах и ничего не слышал ни о Циолковском, ни о Цандере. Однако стремление летать выше и дальше, присущее всем авиаторам, побуждало его искать оригинальные идеи. В майском номере журнала «Самолет» за 1931 год была опубликована подборка материалов о первых удачных опытах с ракетными двигателями, и этих сведений оказалось достаточно, чтобы молодой инженер обратил внимание на новые веяния. Заинтересовавшись темой, Королёв начал перебирать конструктивные схемы планеров с целью найти ту, которая идеально подошла бы для размещения ракетного двигателя, и остановился на «бесхвостой схеме». Оказалось, что такой планер – «БИЧ-8» («Треугольник») – уже существует. Его построил Борис Иванович Черановский, художник-скульптор и автор многих нестандартных конструктивных схем. Сергей Королёв сразу присоединился к испытаниям «БИЧ-8», которые проходили на аэродроме у станции Планерная (Первомайская) Октябрьской железной дороги. Там и было принято судьбоносное решение об объединении усилий с Фридрихом Цандером, который тоже был заинтересован в использовании готовой конструкции как прототипа аэроплана «для целей сверхавиации».

Когда именно состоялась первая встреча между Сергеем Королёвым и Фридрихом Цандером, доподлинно неизвестно. Но, скорее всего, произошло это во второй половине сентября 1931 года (то есть практически сразу после того, как Цандер публично объявил о создании ГИРД), в одном из зданий Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) на улице Радио (Вознесенской). Обсудив идеи Цандера, Сергей Королёв сразу пригласил того на летные испытания «БИЧ-8», и 5 октября энтузиаст межпланетных полетов приехал на Планерную, чтобы взглянуть на изделие Черановского. Еще через два дня Сергей Королёв и Борис Черановский присутствовали при тридцать втором по счету стендовом запуске двигателя «ОР-1», размещенного в Отделе технического испытания материалов ЦАГИ.