Успехи в области крылатых ракет придали конструкторам уверенности в своих силах.

В первых набросках этот ракетоплан представлял собой самолет с удлиненным фюзеляжем (для размещения больших запасов горючего), укороченными крыльями (из-за высоких скоростей) и герметичной кабиной. Ракетоплан должен был взлетать после разгона по земле при помощи ускорителей, которые потом отсоединяются. Сначала аппарат поднимается под углом 60 градусов, потом, набрав скорость, летит вертикально. Обратно, к земле, ракетоплан тоже движется в вертикальном положении, а перед приземлением меняет его на горизонтальное.

Был у Королева и другой проект для достижения больших высот – комбинированная ракета, изготовленная по типу матрешки. Первая ракета, достигнув определенной высоты, отпадает; дальше летит вторая, находившаяся до этого внутри первой, и т. д. Конструктор считал, что четвертая по счету ракета сможет достигнуть границы космоса.

Хотя начало работы было многообещающим, к сожалению, ни один из этих проектов не был завершен. Репрессии, бушевавшие в СССР, докатились до ракетостроителей. Многие из конструкторов были арестованы, кого-то приговорили к высшей мере. Сергей Королев получил 10 лет лагерей, которые через два года были заменены работой в закрытом конструкторском бюро, где он продолжил проектировать ракетные двигатели.

Датой старта советской ракетно-космической программы считается 13 мая 1946 г., когда было принято постановление о развертывании крупномасштабной работы по развитию в стране ракетостроения. Ракеты были нужны СССР в первую очередь для доставки на большие расстояния ядерного оружия. Начиналась холодная война. За год до этого американцы сбросили атомные бомбы на Хиросиму и Нагасаки, и Советский Союз должен был опередить противника в гонке вооружений. Освоение космоса было второй, не менее важной, целью этой программы.

Официальный старт программе по подготовке и запуску первого искусственного спутника Земли был дан в 1954 г., но подготовка к этому грандиозному для человечества событию началась гораздо раньше. Ученые и изобретатели, десятки лет трудившиеся над созданием ракет с реактивным двигателем, конечной целью работы видели освоение космоса. Один из сподвижников Сергея Королева, конструктор Михаил Тихонравов еще в 1930-е гг. говорил: «Все без исключения работы в области ракетной техники в конце концов ведут к космическому полету».

После окончания Второй мировой войны две супердержавы, СССР и США, вступили в фазу противостояния и наращивания ядерного вооружения. Первой задачей, которую ставили правительства обеих стран перед учеными, была разработка все более и более мощного оружия. Проекты по созданию искусственных спутников Земли отодвигались на второй план, не получая государственной поддержки. Но ученые-энтузиасты, которым приходилось работать в условиях противодействия руководству, продолжали исследования. В СССР группу конструкторов, занимавшихся этим проектом, возглавил Сергей Королев, а в США – выходец из Германии Вернер фон Браун.

Браун еще в 1946 г. представил американскому правительству доклад, в котором демонстрировал возможность создания искусственного спутника за пять лет, к 1951 г. Но его проект не получил поддержки как слишком затратный и фантастический.

В это же время в СССР Михаил Тихонравов предложил запустить в суборбитальный полет по баллистической траектории (без выхода на орбиту Земли) на высоту 200 км ракету с двумя пилотами. Технические возможности для осуществления этого проекта были, но он не получил одобрения руководства, так как все силы и средства были направлены на создание баллистических ракет дальнего действия.

Тихонравов, Королев и их коллеги продолжали, почти подпольно, работать над проектом спутника. Перелом произошел в 1954 г., когда Международная геофизическая организация обратилась к ученым всего мира с просьбой разработать проект по запуску искусственного спутника Земли, который мог значительно продвинуть научные исследования. США заявили, что готовы создать такой спутник. Советский Союз выступил с таким же заявлением. С этого момента программа запуска спутника получила государственную поддержку.

В это время советские ученые работали над двухступенчатой межконтинентальной ракетой? – 7, у которой было множество предшественниц меньшей мощности и дальности полета. Еще до начала программы ученые знали, что эта ракета подойдет и для того, чтобы вывести на орбиту искусственный спутник. Оставалось доработать проект и приступить к испытаниям. В течение последующих двух лет была осуществлена грандиозная работа: построен новый полигон близ казахстанского поселка Тюра-Там, введены в строй многочисленные наземные службы, необходимые для запуска и наблюдения за спутником, доработана ракета P-Z.

На орбиту планировалось вывести довольно массивный, весом до 1400 кг, спутник, на борту которого должно было находиться около 250 кг научно-исследовательской аппаратуры. Он получил название объект «Д». Этому объекту так и не довелось попасть на орбиту. Запуск спутника был запланирован на 1957 г., и уже в конце 1956-го стало ясно, что подготовить объект «Д» к этому сроку не удастся – не хватало времени на создание высокопрочного исследовательского оборудования. Тогда Сергей Королев отправил правительству доклад: «Имеются сообщения о том, что в связи с Международным геофизическим годом США намерены в 1958 г. запустить ИСЗ. Мы рискуем потерять приоритет. Предлагаю вместо сложной лаборатории – объекта «Д» вывести в космос простейший спутник». Предложение конструктора было принято.

Спутник, который отправился в космос, был довольно простым аппаратом сферической формы с антеннами снаружи и двумя радиомаяками внутри, сигналы которых могли принимать радиолюбители всего мира. Он был оснащен системой терморегуляции, аккумуляторами, обеспечивающими бесперебойное питание, и переключателями.

Первый запуск Р-7 состоявшийся в марте 1957-го с космодрома в Казахстане, был неудачным. Ракета взлетела, но через полторы минуты отказал один из боковых двигателей, и она рухнула на землю в трехстах метрах от космодрома. Расследование показало, что проблема возникла из-за разгерметизации устройства, подающего топливо. Вторая и третья попытки, осуществленные в июне-июле, также закончились неудачно, несмотря на то что конструкторы устранили все обнаруженные ошибки. Успех был достигнут только в августе – испытателям удалось совершить два благополучных сверхдальних полета: ракеты, как и планировалось, приземлились на Камчатке.

Ракета, предназначенная для отправки спутника на орбиту, была модифицирована: головную часть, которая обладала значительной массой, заменили системой прикрепления спутника, часть радиоаппаратуры, которая не использовалась в полете, убрали. Таким образом, ракета стала на несколько тонн легче.

4 октября 1957 г. в 22:28 состоялся запуск ракеты, несущей на себе первый искусственный спутник Земли. Через пять минут ракета вместе со спутником вышла на околоземную орбиту, высота которой в ближайшей точке к поверхности Земли (перигее) составляла 288 км, а в наиболее удаленной точке (апогее) – 947 км. Еще через 20 секунд спутник отделился от ракеты и начал подавать радиосигналы. Только после того, как он совершил один оборот вокруг Земли и ученые убедились, что все в порядке, ТАСС передало свое знаменитое сообщение: «…4 октября 1957 г. в СССР произведен успешный запуск первого спутника. По предварительным данным, ракета-носитель сообщила спутнику необходимую орбитальную скорость около 8000 метров в секунду. В настоящее время спутник описывает эллиптические траектории вокруг Земли, и его полет можно наблюдать в лучах восходящего и заходящего Солнца при помощи простейших оптических инструментов (биноклей, подзорных труб и т. п.)».