Данные проведенного эксперимента показали, что в начальный период воздействия невесомости животные не могли установить свое положение в пространстве. Правда, в ходе полета крысы стали адаптироваться к состоянию невесомости, но белые мыши так и не смогли приспособиться к условиям безопорного пространства.

Медико-биологические исследования с помощью геофизических ракет продолжались и в те годы, когда в Центре подготовки космонавтов уже шли полным ходом занятия с летчиками, отобранными для будущих космических полетов…

Стремление Сергея Королева и подчиненного ему коллектива уйти от немецких разработок понятно. С одной стороны, ракета «Фау-2» имела ряд очевидных недостатков, которые невозможно было исправить никакими модернизациями. С другой стороны, Королев был честолюбивым человеком и хотел проектировать и запускать собственные ракеты, опираясь на свой опыт и опыт своих соратников. Не сразу, но ему представилась такая возможность.

13 февраля 1953 года было принято постановление правительства об исследованиях по созданию двухступенчатой баллистической ракеты. В 1954 году НИИ-88 приступил к работам по теме «Т-1»: «Теоретическое и экспериментальное исследование по созданию двухступенчатой баллистической ракеты с дальностью полета 7000–8000 км». Параллельно велась тема «Т-2»: «Теоретические и экспериментальные исследования по созданию двухступенчатой крылатой ракеты с большой дальностью полета».

Обе темы прорабатывались очень тщательно. Крах проекта «Р-3» вследствие необоснованного выбора общих параметров ракеты сделал всех осмотрительными. Королев понял, что второго подобного провала ему уже не простят, и двигался к цели с предельной осторожностью. Впрочем, с принятием на вооружение «Р-2» его положение в качестве главного конструктора сильно укрепилось. По инстанциям прошло представление его на Сталинскую премию. Хотя указанные премии в том году не присуждались (из-за смерти Сталина), главных конструкторов не оставили без наград, выделив им дополнительные вакансии членов-корреспондентов Академии наук.

20 мая 1954 года ОКБ-1 Сергея Королева приступило к проектированию баллистической ракеты большой дальности «Р-7». Задание на разработку крылатых ракет большой дальности было выдано на конкурсной основе ОКБ-301 Семена Лавочкина (проект «Буря») и ОКБ-23 Владимира Мясищева (проект «Буран»).

Для разработки боевого ракетного комплекса «Р-7» был сформирован Совет главных конструкторов, председателем которого назначили Сергея Королева. Кроме него в совет вошли главные конструкторы основных систем. Проектированием ЖРД занимался главный конструктор ОКБ-456 Валентин Глушко. Стартовый комплекс создавал главный конструктор ГСКБ «Спецмаш» Владимир Бармин. Командные приборы (гироскопы) разрабатывал главный конструктор НИИ-944 Виктор Кузнецов. Системой радиокоррекции траектории полета занимался главный конструктор НИИ-885 Михаил Рязанский. Автономной инерциальной системой управления — Николай Пилюгин, работавший главным конструктором того же института в другие годы (позже Пилюгин возглавил НИИ автоматики и приборостроения).

Валентин Глушко уже имел опыт разработки большого кислородно-керосинового двигателя «РД-110». Для двигателей «Р-7» были выбраны те же компоненты, а не применявшийся на первых баллистических ракетах спирт. В январе 1954 года на Совете главных конструкторов было принято решение об использовании унифицированного ЖРД для всех блоков ракеты «Р-7».

Выбор топлива определился, во-первых, тем, что из известных и обеспеченных производственной базой окислителей, по которым был накоплен достаточный опыт эксплуатации, наибольший удельный импульс мог обеспечить только жидкий кислород. Во-вторых, горючее должно быть более калорийным, чем спирт, при этом также хорошо освоенным. Таким был керосин. По термодинамическим характеристикам он позволял обеспечить достаточный уровень экономичности, но его использование в качестве горючего для ЖРД вызывало необходимость преодолеть серьезные трудности: температура продуктов его сгорания в кислороде почти на 1000К выше, чем у водных растворов спирта, в то время как охлаждающие свойства намного хуже. А именно горючим приходится охлаждать стенки камеры, если в качестве второго компонента — окислителя — используется кислород. Задача охлаждения осложнялась еще тем, что для обеспечения оптимальных характеристик двигателя необходимо было поднять давление газов в камере по крайней мере в два раза по сравнению с достигнутым на спиртовых двигателях.

Расчеты показали, что даже при использовании эффективного кислородно-керосинового топлива и при высоком коэффициенте удельного импульса тяги ракета должна быть по крайней мере двухступенчатой. Возникла проблема запуска двигателей второй ступени.

Глушко не мог запускать жидкостный двигатель второй ступени после сброса первой, а Королев боялся включать его до ее сброса. Компоновщики и конструкторы не знали, как можно защитить баки первой ступени от действия горячей струи двигателя второй ступени. При решении этой проблемы родилась идея пятиблочной ракеты с продольным отделением боковых блоков (первой ступени) от второго блока (второй ступени).

Компоновался пакет в виде четырех независимых одинаковых ракет (блоков) первой ступени, оснащенных двигателями тягой в 80 тонн, симметрично располагаемых вокруг второй ступени. Чтобы баки последней оставались заполненными в момент сброса первой ступени, конструкторы ввели систему перекачки в процессе полета топлива в эти баки из всех боковых блоков. При этом компоновка и второй ступени, и блоков была подобна компоновке ракеты «Р-5», что значительно упрощало работу конструкторам и технологам. Новизну для них представляли лишь узлы связей блоков и магистралей перекачки топлива. Больше всего проблем указанная схема создавала самим проектантам в области строительной механики системы блоков, аэродинамики и по обеспечению устойчивости полета, а также в части регулирования функционирования двигательных установок. Принципиально новой выглядела и задача безударного разделения ступеней; намного возрастал объем работ по наземной подготовке ракеты к пуску.

Для управления полетом ракеты решено было использовать рулевые двигатели относительно малой тяги с поворотными камерами. На старте рулевые двигатели включались одновременно с маршевыми.

При рассмотрении вопроса о том, какое КБ возьмет на себя разработку этих камер, была учтена просьба Валентина Глушко, чтобы его бюро не отвлекалось на создание камер малой тяги параллельно с работами по основным двигателям, а также то обстоятельство, что в ОКБ Королева имелось подразделение во главе с Михаилом Мельниковым, которое уже создало работающий прототип требуемой рулевой камеры и соответствующий испытательный стенд. На каждом из боковых блоков первой ступени было установлено по два однокамерных рулевых двигателя, на центральном блоке (второй ступени) — 4 рулевых двигателя.

Позже, в космических ракетах-носителях, созданных на основе «Р-7», использовались рулевые двигатели, спроектированные уже в ОКБ-456 под руководством Глушко.

В конечном виде на ракете «Р-7» устанавливалось четыре шестикамерных маршево-рулевых ЖРД «РД-107» первой ступени тягой у земли 78 тонн, а также восьмикамерный маршево-рулевой «РД-108» второй ступени тягой у земли 71 тонн. Первое стендовое испытание двигателей в составе пакета ракеты «Р-7» состоялась в Загорске 20 февраля 1957 года

Ключевым являлся вопрос сборки «Р-7» на стартовой позиции. Королев и главный конструктор наземного комплекса Бармин остановились на наиболее простом варианте его решения: перевозить и ставить на пусковой стол все блоки поодиночке, а затем соединять их со второй ступенью в двух точках касания — внизу (на уровне крепления двигателей) и вверху.