К этому времени коллектив ЦКБ-1 создал ракету, получившую обозначение Р-7 (8К71). Первый испытательный пуск был назначен на 15 мая 1957 года в 19.00 по московскому времени. Как и следовало ожидать, он вызвал большой интерес. Прибыли все главные конструкторы ракеты и стартового комплекса, руководители программы от Министерства обороны и ряда других организаций. Все, конечно, надеялись на успех. Однако почти сразу после прохождения команды на запуск двигательной установки, в хвостовом отсеке одного из боковых блоков возник пожар. Ракета взорвалась. Намеченный на 11 июня следующий запуск «семерки» не состоялся по причине неисправности ДУ центрального блока. Конструкторам потребовался месяц упорной и кропотливой работы, чтобы устранить причины выявленных неполадок. И вот 12 июля ракета, наконец, взлетела. Казалось все идет хорошо, но прошло всего несколько десятков секунд полета, и ракета стала отклоняться от заданной траектории. Чуть позже ее пришлось ликвидировать. Как потом удалось выяснить, причиной послужило нарушение управления полетом ракеты по каналам вращения.

Первые пуски показали наличие серьезных недостатков в конструкции Р-7.

При анализе данных телеметрии было установлено, что в определенный момент при опорожнении баков горючего возникали колебания давления в расходных магистралях, которые приводили к повышенным динамическим нагрузкам и к разрушению конструкции. К чести конструкторов с этим дефектом они быстро справились.

Долгожданный успех пришел 21 августа 1957 года, когда стартовавшая ракета полностью выполнила намеченный план полета. А 27 августа в советских газетах появилось сообщение ТАСС: «На днях осуществлен запуск новой сверхдальней многоступенчатой баллистической ракеты. Испытания прошли успешно. Они полностью подтвердили правильность расчетов и выбранной конструкции… Полученные результаты показывают, что имеется возможность пуска ракет в любой район земного шара». Это заявление, естественно, не осталось без внимания за рубежом и произвело должный эффект.

Этот успех открывал широкие перспективы не только в военной области. Еще в конце мая 1954 года С. П. Королев направил в ЦК КПСС и Совет Министров СССР письмо с предложением осуществить практическую разработку искусственного спутника Земли. Н. С. Хрущев одобрил эту идею и с февраля 1956 года началась практическая работа по подготовке первого ИСЗ и наземного комплекса измерений и управления. 4 октября 1957 года в 22.28 по московскому времени ракета Р-7 с первым искусственным спутником на борту стартовала и успешно вывела его на орбиту. 3 ноября был осуществлен запуск первого в мире биологического спутника, в кабине которого находилось подопытное животное- собака Лайка. Эти события имели мировое значение и по праву закрепили за Советским Союзом приоритет в области освоения космоса.

А тем временем испытатели боевой ракеты столкнулись с новыми трудностями. Так как боевой блок поднимался на высоту нескольких сотен километров, то ко времени обратного входа в плотные слои атмосферы он разгонялся до огромных скоростей. Боевой блок круглой формы, разработанный ранее, быстро сгорал. Кроме того, стало ясно, что нужно увеличить максимальную дальность полета ракеты, улучшить ее эксплуатационные характеристики.

12 июля 1958 года было утверждено задание на разработку более совершенной ракеты — Р-7А. Одновременно велась доводка «семерки». В январе 1960 года ее приняли на вооружение только что созданного вида Вооруженных Сил — Ракетных войск стратегического назначения.

Двухступенчатая ракета Р-7 выполнена по «пакетной» схеме. Ее первая ступень представляла собой четыре боковых блока, каждый длиной 19 м и наибольшим диаметром 3 м, расположенные симметрично вокруг центрального блока (вторая ступень ракеты) и соединенные с ним верхним и нижним поясами силовых связей. Конструкция всех блоков одинакова: хвостовой отсек, силовое кольцо, отсек торовых баков для хранения перекиси водорода, используемой в качестве рабочего тела ТНА, бака горючего, бака окислителя и переднего отсека.

На первой ступени, в каждом блоке, устанавливались ЖРД РД-107 конструкции ГДЛ-ОКБ с насосной подачей компонентов топлива. Он имел шесть камер сгорания. Две из них использовались как рулевые. ЖРД развивал тягу у земли 78 т и обеспечивал работу на номинальном режиме в течение 140 секунд.

На второй ступени устанавливался ЖРД РД-108, аналогичный по конструкции с РД-107, но отличавшийся в основном большим числом рулевых камер — 4. Он развивал тягу у земли до 71 т и мог работать на режиме главной ступени 320 секунд.

Топливо для всех двигателей использовалось двухкомпонентное: окислитель- жидкий кислород, горючее — керосин. Зажигание топлива при запуске осуществлялось от пиротехнических устройств. Чтобы достичь заданной дальности полета, конструкторы установили автоматическую систему регулирования режимов работы двигателей и систему одновременного опорожнения баков (СОБ), что позволило сократить гарантированный запас топлива. Ранее такие системы на ракетах не применялись.

«Семерка» оснащалась комбинированной системой управления. Ее автономная подсистема обеспечивала угловую стабилизацию и стабилизацию центра масс на активном участке траектории. Радиотехническая подсистема осуществляла коррекцию бокового движения центра масс и выдачу команды на выключение двигателей, что повышало точностные характеристики ракеты. КВО составило 2,5 км при стрельбе на дальность 8500 км.

Р-7 несла моноблочную ядерную головную часть мощностью 5 Мт. Перед стартом ракету устанавливали на пусковое устройство. Подгоняли емкости с керосином и кислородом и начинался процесс заправки, продолжавшийся почти 2 часа. После прохождения пусковой команды одновременно запускались двигатели первой и второй ступеней. Помехозащищенные радиокоманды управления передавались на борт ракеты со специальных пунктов радиоуправления.

Ракетный комплекс получился громоздким, уязвимым и очень дорогим в эксплуатации. К тому же в заправленном состоянии ракета могла находиться не более 30 суток. Для создания и пополнения необходимого запаса жидкого кислорода для развернутых ракет нужен был целый завод. Очень скоро стало ясно, что Р-7 и ее модификации не могут быть поставлены на боевое дежурство в массовом количестве. Так все и случилось. К моменту возникновения Карибского кризиса Советский Союз располагал всего несколькими десятками таких ракет.

12 сентября 1960 года на вооружение была принята модифицированная ракета Р-7А (8К74). Она имела несколько большую по размерам вторую ступень, что позволило увеличить на 500 км дальность полета, более легкую головную часть и инерциальную систему управления. Но, как и следовало ожидать, добиться заметного улучшения боевых и эксплуатационных характеристик не удалось.

К середине 60-х годов оба ракетных комплекса сняли с вооружения и бывшая МБР Р-7А стала широко использоваться для запуска космических аппаратов в качестве ракеты-носителя. Так, космические корабли серий «Восток» и «Восход» выводились на орбиту трехступенчатой доработанной модификацией «семерки», состоящей из шести блоков: центрального, четырех боковых и блока третьей ступени. Позднее она же стала ракетой-носителем космических кораблей «Союз». За долгие годы космической службы совершенствовались различные системы ракеты, но принципиальных изменений не произошло.