К концу 1956 года выяснилось, что намеченные планы запуска спутника находятся под угрозой срыва из-за трудностей в создании научной аппаратуры и более низкой, чем расчетная, тяги двигателей ракеты-носителя. Правительство установило новый срок запуска "Объекта Д" — апрель 1958 года. Столь значительная отсрочка запуска спутника категорически не устраивала Сергея Королева, и тогда он принял волюнтаристское решение, ставшее историческим. Двадцать пятого ноября 1956 года ОКБ-1 внесло предложение о срочной разработке так называемого "Простейшего спутника" ("Объект ПС") массой порядка 100 кг в апреле-мае 1957 года, в период летных испытаний ракеты "Р-7".

Пятого января 1957 года Королев направил в правительство докладную записку, в которой просил правительство разрешить запуск простейшего спутника еще до начала Международного геофизического года.

Конструктор не предлагал изменить сроки, установленные постановлением о разработке "Объекта Д", — наоборот, он даже брал на себя дополнительный труд. Мотивы при этом были самые убедительные: "В Соединенных Штатах Америки ведется весьма интенсивная подготовка к запуску искусственного спутника Земли. В сентябре 1956 г. США сделали попытку запустить на базе Патрик, штат Флорида, трехступенчатую ракету со спутником на ней, сохраняя это в секрете. По отдельным сведениям, имеющимся в печати, США готовятся в ближайшие месяцы к новым попыткам запуска искусственного спутника Земли, желая, очевидно, любой ценой добиться приоритета". Королев не скрывал, что "подготовительные работы к первым пускам ракеты идут со значительными трудностями и отставанием от установленных сроков", однако выражал уверенность, что "при напряженной работе в марте 1957 г. начнутся пуски ракет".

Указывая на успехи американцев, Сергей Королев несколько сгущал краски: запуск в сентябре 1956 года, о котором он упоминает в процитированной записке, не имел отношения к космической программе США — это был первый старт ракеты "Jupiter-С" ("Юпитер-Си") конструкции Вернера фон Брауна, и производился он для решения исключительно военных задач. Однако Королев по-настоящему опасался, что американские конкуренты опередят его, и всячески форсировал работы над искусственным спутником.

Предложение главного конструктора было принято, и 15 февраля 1957 года вышло очередное постановление, предусматривающее запуск простейшего неориентированного спутника на орбиту, проверку возможности наблюдения за спутником и приема радиосигналов с его борта. Запуск "Объекта ПС" разрешался только после одного-двух успешных стартов межконтинентальной ракеты "Р-7".

Проектирование небольшого шарообразного спутника с четырьмя антеннами и радиопередатчиком на борту велось быстрыми темпами, а изготовление деталей шло параллельно с выпуском чертежей. Копию "ПС" многократно состыковывали и отделяли от корпуса ракеты, пока конструкторы не убедились, что схема отделения от ракеты-носителя действует надежно. В марте 1957 года начался выбор и определение параметров траектории активного участка первой космической ракеты. В апреле-мае прошли проверки характеристики излучения радиопередатчика спутника — его "катали" на вертолете, подвесив на длинном тросе.

Семнадцатого сентября на собрании, посвященном столетию со дня рождения Константина Циолковского, в Колонном зале Дома Союзов выступил с докладом сам Сергей Королев. Тезисы доклада были в тот же день опубликованы в газете "Правда" в виде небольшой статьи под названием "Основоположник ракетной техники". В тексте были и такие слова: "Советские ученые работают над вопросами глубокого проникновения в космическое пространство. Сбываются замечательные предсказания К. Э. Циолковского о полетах ракет и о возможности проникновения в межпланетное пространство, высказанные им более шестидесяти лет тому назад". Через два дня после этого. 19 сентября, главный конструктор прибыл на полигон Тюратам. Двадцатого сентября там состоялось заседание специальной комиссии по запуску спутника, где все службы подтвердили свою готовность к запуску.

Двадцать второго сентября на полигон доставили ракету со спутником "ПС" (изделие "M1-ПС"). Запуск назначили на 6 октября 1957 года, но тут Сергей Королев потребовал произвести его на двое суток раньше. Причиной тому стал листок экспресс-информации, в котором утверждалось, что на совещании по координации запусков ракет и спутников, которое проходило в Вашингтоне по линии Международного геофизического года, на 6 октября намечен американский доклад "Спутник над планетой". Главный конструктор очень встревожился: может, западные конкуренты собираются заявить о готовящемся запуске?

На самом деле американцы и впрямь могли попытаться опередить Королева. В рамках проекта "Farside" ("Фарсайд") предусматривались запуски на большую высоту (примерно 6370 км) связок твердотопливных ракет, стартующих со стратостата. Если в конце разгона ракету "Farside" направить горизонтально, то теоретически она может стать искусственным спутником Земли. Третьего октября 1957 года с атолла Эниветок была предпринята попытка запустить такой аппарат, однако американцам не повезло: стратостат не достиг заданной высоты, ракета сбилась с курса, максимальная высота ее полета составила около 800 км.

Тем временем на полигоне Тюратам завершилась предстартовая подготовка. И 4 октября 1957 года в 22 часа 28 минут по московскому времени ярчайшая вспышка осветила ночную казахстанскую степь. Ракета-носитель, впоследствии получившая название "Спутник-1", с гулом ушла вверх. Ее факел постепенно слабел и скоро стал неразличим на фоне звездного неба. Наблюдения на первых витках показали, что спутник вышел на орбиту с наклонением 65,1°, высотой в перигее 228 км и в апогее — 947 км. На каждый виток вокруг Земли он тратил 96 минут 10,2 секунды.

Спутник "ПС-1" летал 92 дня (до 4 января 1958 года, 1440 оборотов вокруг Земли), блок "А", вышедший с ним вместе на орбиту, продержался 60 дней, после чего они вошли в атмосферу и сгорели. Спутник наблюдался на небе как объект 6-й, а блок "А" 1-й звездной величины. Задачи полета оказались выполнены полностью: впервые в истории была достигнута первая космическая скорость, радиопередатчики обеспечили возможность систематических наблюдений за его орбитой, а характер торможения спутника и блока "А" в верхних слоях атмосферы позволил оценить ее плотность.

Политический и общественный резонанс в мире был ошеломляющим. Зрелище летящего за пределами атмосферы спутника, неустанно передающего по радио прерывистые звуковые сигналы, мгновенно захватило внимание широкой аудитории, включавшей ученых, радиолюбителей, военных, агентов разведслужб и бесчисленных зрителей, взобравшихся на крыши со своими биноклями. Советское руководство с восторгом наблюдало, как, по выражению Никиты Хрущева, "оценивающее любопытство западных стран сменяется восхищением, смешанным с завистью". Идеологическое клише "Социализм — лучшая стартовая площадка для полетов в космос" мгновенно утвердилось в качестве беспроигрышного козыря на международной арене.

Девятого октября президент Дуайт Эйзенхауэр выступил на пресс-конференции в Белом доме с поздравлениями в адрес советских ученых. В своей речи он пообещал, что американский спутник будет выведен на орбиту до истечения года. Обещание осталось невыполненным — спутник "Explorer" добрался до орбиты только 1 февраля 1958 года.