К разработке и производству первых отечественных смесевых твердых топлив приступили Ленинградский Государственный институт прикладной химии (ГИПХ), возглавляемый Владимиром Шпаком, и завод имени Морозова, Пермский НИИ—130, возглавляемый Александром Михайловичем Секалиным, (позднее — НИИ полимерных материалов, с 1964 г — директор ЛеонидНиколаевич Козлов), и Пермский завод № 98 (Пермский завод имени С. М. Кирова; позднее НИИПМ и завод имени С. М. Кирова объединены в НПО имени С. М. Кирова), и Алтайский НИИ химической технологии, с 1959 года возглавляемый Яковом Фёдоровичем Савченко.

Трудность проектирования состояла не столько в конкретной разработке технической документации для производства, сколько в резко возросшем объеме согласований между КБ, расположенными в различных городах.

Тем не менее, чертежи ракеты были готовы ещё в 1956-м. Химический состав топлива был известен. Но на первый план вышли технологические трудности. Необходимо было подобрать дополнительные компоненты топлива: катализаторы горения, пластификаторы, отвердители и прочие добавки, улучшающие эксплуатационные характеристики заряда. Найти способы уберечь огромную топливную шашку от растрескивания, приводившего к немедленному взрыву, от стеклования и оплывания при хранении, и от других напастей. Удобный и безопасный в использовании, заряд твёрдого топлива оказался при хранении крайне капризным. К тому же заряды каждой ступени работали в различных условиях, и для достижения максимальной дальности требовали различного состава топлива.

Ещё одна беда была связана с меньшей точностью твердотопливных ракет. Жидкостный ракетный двигатель прекращает работу почти сразу после отсечки топлива. Горение прекращается, давление спадает быстро. Импульс последействия тяги, который в основном и вносит неопределённость на конечном этапе активного участка полёта, у ЖРД относительно невелик.

Иное дело — твердотопливный двигатель. Топливо последней ступени может сгорать неравномерно, большой объём камеры сгорания приводит к постепенному снижению давления. В результате на третью ступень действуют большие возмущающие воздействия. Вместе с несовершенными ещё гироскопами они приводили к большому разбросу боевых частей у цели.

В итоге на первой ступени серийной РТ-2 были установлены двигатели с твердотопливными зарядами, разработанные Алтайским НИИ химической технологии совместно с Пермским СКБ-172. На второй ступени — двигатели, разработанные Алтайским НИИ химической технологии совместно с Ленинградским ЦКБ-7. На третьей ступени — двигатели разработки Пермского НИИ-130 совместно с Пермским СКБ-172. (Источник http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/a-i-k/1998/4/pervov/mbr/mbr16.htm)

Королёв доложил Никите Сергеевичу, что ракета, скорее всего, выйдет на испытания в 1960-м. Это было долго, но другого выхода не было.

У Макеева дело шло быстрее. Главным образом, потому, что он начал разрабатывать свою ракету — на присланных технических решениях ещё не существовавшего американского «Поларис А-3», когда отработка состава твёрдого топлива уже была почти закончена, а его баллистические характеристики — подтверждены экспериментами.

Пуски с подводного стенда начались в 1958 г. (АИ, см. гл. 03-12) До зимних штормов на Чёрном море успели отработать старт с двумя заряженными топливом ступенями, с марта 1959-го начались испытательные пуски с полным зарядом топлива третьей ступени.

И тут как раз проявилась капризная сущность твёрдотопливной ракеты — из-за импульса последействия тяги разброс точек попадания боевых частей составил аж 8 километров (АИ). Хотя к дальности полёта претензий не было — при старте с морского полигона близ Феодосии трёхступенчатая ракета без проблем долетала до полигона Кура на Камчатке, пролетая семь с половиной тысяч километров. И это был не предел, топливную шашку третьей ступени в первых пусках немного уменьшали, чтобы ракета не перелетала Камчатку.

Макеев был сильно огорчён — итог большой и очень сложной работы мог обернуться полной неудачей. Несколько дней он ломал голову, а затем поехал советоваться к Королёву.

Перед Сергеем Павловичем стояла, в общем, аналогичная задача, применительно к его твердотопливной РТ-2. Поэтому он позвал Садовского, попросил принести чая, и они втроём устроили небольшой мозговой штурм.

Первое, что приходило в голову — сделать 1-ю и 2-ю ступени твердотопливными, а 3-ю — жидкостной. В присланных из 2012 года документах такое решение встречалось — было упоминание об одной ракете с мобильной ПУ. Но это решение было не лучшим — в этом случае ракета унаследовала недостатки как жидкостной, так и твердотопливной схемы. Если для шахтного базирования это было не фатально, то моряки, во главе с адмиралом Кузнецовым, резко возражали против жидкостных ракет на лодке.

И тут Сергей Павлович, вспомнив проходившие параллельно обсуждения, «как растолкать по орбитам несколько спутников», предложил:

— Не надо делать полноценную ступень. Надо всего лишь сделать что-то вроде разгонного блока, причем простейшего. Пара тороидальных ампулизированных баков с «вонючкой» (НДМГ+АТ), вытеснительная подача, камера сгорания от рулевого двигателя или что-то подобное. Этакий «автобус», на котором «едут» боевые блоки. И запускать его ещё до полного выгорания 3-й ступени. Заодно и небольшой прирост по дальности получить можно, но не это главное.

— Хорошая мысль, Сергей Палыч, — Макеев замер на несколько секунд, с отсутствующим видом сосредоточенно обдумывая конструкцию. — Попробуем что-то подобное проработать.

— В вашем случае, Владимир Петрович, ещё одна выгода вырисовывается, — добавил Садовский. — Электроника у нас развивается быстро. Пока что полноценная БЦВМ стоит слишком дорого, но можно поставить полупроводниковое программно-временное устройство, и отделять боевые блоки от «автобуса» не одновременно, а по очереди. Тогда при точном расчёте можно попробовать наводить боевые блоки индивидуально на несколько разных целей, пусть даже близко расположенных.

Королёв с уважением взглянул на своего заместителя. Он-то читал об разделяющихся головных частях индивидуального наведения в документах из будущего, но Садовский, похоже, додумался до этой идеи самостоятельно. Сам Сергей Павлович считал, что до появления полноценной и недорогой БЦВМ поднимать эту тему вообще не стоит. Но ведь рассчитать траектории можно и заранее, на значительно более мощной ЭВМ подводной лодки. И записать результаты расчёта в память каждой ракеты.

Макеев тоже сообразил, какие выгоды может принести ему идея Садовского:

— Отличная мысль, Игорь Николаич, надо будет с управленцами эту возможность обсудить.

После всестороннего обсуждения, макеевские специалисты по системам управления решили двигаться постепенно. Для начала добиться приличной точности попадания, а уж потом говорить об индивидуальном наведении боеголовок.

Конструкцию первого «автобуса» намеренно сделали как можно проще, чтобы не затягивать отработку изделия. Идея сработала — три головные части легли со вполне приемлемым разлётом относительно точки прицеливания — КВО составило около километра. Для стрельбы одиночной боеголовкой — многовато, но для «букета из трёх гвоздик», как выразился Макеев — вполне подходяще.

В ходе испытаний янгелевской 63С1, как только после первых удачных пусков в феврале 1959 года появилась уверенность в безотказной работе матчасти, Королёв уже официально вышел на Первого секретаря ЦК, Председателя Совета Министров и Председателя Военно-промышленной комиссии с предложением развёрнуть спутниковую систему связи при помощи новой ракеты. Вопрос был согласован заранее, Янгель тоже готовил ракету с учётом возможности её применения в качестве лёгкого носителя.

В течение двух недель марта 6-ю ракетами на орбиту отправились все 24 новых спутника связи. Разумеется, не обошлось без приключений. Первый же пуск вывел спутники вместо круговой орбиты на эллиптическую — 1500х200. При разборе полетов оказалось, что была неверно рассчитана емкость аккумуляторов, и их просто не хватило для питания аппаратуры в течении половины витка — то есть на разделение хватило, а вот на запуск двигателя — нет.