В начале 1940 года Королева вернули по этапу в Москву, и до ноября 1942 года он трудился в Особом техническом бюро под руководством знаменитого авиаконструктора Андрея Николаевича Туполева. При этом Королев не забыл своего увлечения ракетами: после перевода в Казань, где на авиамоторном заводе № 16 создавался четырехкамерный двигатель РД-1, Сергей Павлович сразу же предложил поставить его на самолет Пе-2, получив реактивный перехватчик РП. Позднее эта работа принесла конструктору орден «Знак Почета».
Просуммировав довоенный опыт РНИИ и объединив его с результатами боевого применения реактивных минометов БМ-13 («Катюша»), Королев сконструировал две ракеты на твердом топливе: Д-1 и Д-2. Для реализации нового проекта Сергей Павлович предлагал создать Специальное бюро. В записке от 30 июня 1945 года, составленной конструктором, встречается один пункт, который совпал с планами правительства: «Ознакомить ведущих работников Спецбюро с трофейной ракетной техникой».
Вскоре Королев отправился в оккупированную Германию, где возглавил группу «Выстрел», занимавшуюся изучением вопросов предстартовой подготовки и пуска немецких баллистических ракет А-4 (V-2), которыми гитлеровцы обстреливали Лондон и Антверпен. Чтобы как-то скоординировать деятельность многочисленных специалистов, работавших на европейской территории, в марте 1946 года было принято решение о создании института «Нордхаузен», расположившегося в городе Бляйхероде: поблизости находился огромный подземный завод, в цехах которого узники концентрационного лагеря Дора собирали «чудо-оружие» Третьего рейха – самолеты-снаряды V-1 и ракеты V-2. Королев получил в этом институте должность главного инженера.
Советский Союз вступал в противостояние с США. В правительстве понимали, что если начнется новая мировая война, то вестись она будет с использованием видов вооружений, каких еще не видел свет: атомных бомб, сверхзвуковых реактивных самолетов, баллистических и крылатых ракет. 13 мая 1946 года было принято постановление Совета министров СССР № 1017-419 «Вопросы реактивного вооружения». В соответствии с ним был создан Специальный комитет по реактивной технике. В постановлении упомянут «завод № 88» – предприятие, расположившееся неподалеку от подмосковного поселка Подлипки и выпускавшее различные орудия. 30 декабря 1945 года на заводе было образовано конструкторское бюро ракетной техники, позднее – НИИ-88. В августе 1946 года Сергей Павлович Королев был назначен главным конструктором баллистической ракеты дальнего действия Р-1.
Р-1 – это точная копия немецкой А-4 (V-2), но изготовленная из отечественных материалов. Советское руководство здраво полагало, что пренебрегать немецким опытом нельзя: ракетчики должны сначала доказать, что справятся с задачей не хуже западных коллег. Было ясно, что для дальнейшего развития собственного ракетостроения потребуется и полигон. Рекогносцировочная группа за короткое время обследовала семь перспективных районов на юге от Сталинграда. В конце концов под полигон было выбрано место рядом с поселком Капустин Яр в Астраханской области. Первые офицеры приехали туда 20 августа 1947 года. Разбили палатки, организовали кухню и госпиталь. На третий день началось строительство бетонного стенда для огневых испытаний двигателей. За полтора месяца работ, к началу октября 1947 года, кроме испытательного стенда были построены стартовая площадка с бункером, временная техническая позиция, монтажный корпус и мост. Жилье не возводили: личный состав полигона ютился в палатках, дощатых времянках и крестьянских избах.
Первая Р-1 была запущена на полигоне 17 сентября 1948 года. Сразу после старта она перешла в горизонтальный полет, свалилась в пике и упала на землю. Из девяти ракет первой серии лишь одна попала в цель. Главной причиной аварий была низкая культура производства: советской промышленности не хватало сплавов, инструментов, специалистов. Королев болезненно переживал неудачи – он понимал, что срыв программы поставит крест на его карьере. Однако законы природы не обманешь: НИИ-88 понадобился еще год на то, чтобы довести производство ракет до ума. На втором этапе испытаний из двадцати новых Р-1 семнадцать достигли цели.
Поскольку немецкая V-2 сама имела массу технических недостатков, бюро Королева предложило проект ракеты Р-2, которая позволяла вдвое увеличить дальность полета. Ее корпус получался длиннее, и расчеты показывали, что при входе в атмосферу Р-2 может развалиться на части. Королев предложил решение: боеголовка должна отделяться от корпуса и падать на цель самостоятельно. Тогда же родилась идея разместить в отделяемом блоке научную аппаратуру. Пока конструкторы проектировали Р-2, оригинальную идею применили к проверенной ракете Р-1. В результате появилась Р-1А, которую прозвали «Аннушкой». В июле 1951 года на одной из этих ракет в космос поднялись два пса: Дезик и Цыган. Оба успешно пережили суборбитальный полет.
Ракеты, созданные по немецкой схеме, в принципе не могли добраться до территории США. 13 февраля 1953 года Иосиф Виссарионович Сталин подписал секретное постановление, в котором задавалась тема «Т-1» – «Теоретические и экспериментальные исследования по созданию двухступенчатой баллистической ракеты с дальностью полета 7000–8000 км». После обсуждения различных вариантов конструкторы остановились на так называемой пакетной схеме, подразумевавшей соединение нескольких однотипных ракет в одну для увеличения суммарной тяги.
Межконтинентальная ракета, получившая обозначение Р-7, состояла из двух ступеней: центрального блока А, похожего на гигантское веретено, и четырех конических боковых блоков Б, В, Г и Д. Двигатели всех пяти блоков начинали работать одновременно. При разделении ступеней боковые двигатели выключались, а центральная часть продолжала полет. Основными компонентами топлива были выбраны керосин и жидкий кислород. Центральный блок оснащался восьмикамерным двигателем РД-108; каждый из боковых – шестикамерным двигателем РД-107.
Новая ракета требовала нового полигона. В 1954 году была создана специальная комиссия для выбора места под него. В конечном итоге правительство постановило строить полигон в Казахской ССР – в районе, расположенном неподалеку от железнодорожной станции Тюра-Там. Строительство началось 12 января 1955 года. Его напряжение и темпы были велики. К станции Тюра-Там подходили эшелоны со всевозможными грузами – бывало, что за день этот маленький разъезд принимал до тысячи вагонов. Над грунтовыми дорогами стояла сплошная стена мелкой пыли – машины двигались в солнечный день с зажженными фарами.
В июне 1955 года на основе утвержденного проекта началось возведение «объекта 135» – первого стартового комплекса. Не обошлось без проблем: буквально за несколько дней до начала строительства место старта по требованию «маскировщиков» из Генерального штаба было перенесено с возвышения в низину. Позднее выяснилось, что данные геологоразведки не могут быть применены к новому положению старта: вместо песка обнаружились глины, а под ними – подземное озеро. Неожиданные препятствия могли сорвать жесткий график строительства, поэтому проект старта пришлось дорабатывать на ходу, приспосабливая к новым условиям.
Рядом с полигоном вырастал город, 5 мая 1955 года состоялась закладка первого здания. Он долгое время не имел названия. Сами жители говорили, что живут в поселке Заря, но 29 января 1958 года ему было присвоено официальное название – Ленинский. Сегодня мы знаем его под именем Байконур. По первоначальному проекту город закладывали для пяти тысяч человек постоянного персонала. Проектанты ошиблись, не подозревая, что очень скоро численность жителей на порядок превысит расчетную.
Первый испытательный пуск Р-7 состоялся 15 мая 1957 года. Во время полета нарушилась герметичность магистрали горючего – была дана команда аварийного выключения двигателей. Следующий пуск провели 12 июля. Он также оказался неудачным – ракета разрушилась на активном участке траектории. Военные начали проявлять нетерпение, проект наткнулся на резкую критику.
