Программа РНИИ широко охватывала ракетную и реактивную тематику. В институте разрабатывались и создавались азотнокислотные и кислородные ЖРД, баллистические и крылатые ракеты, ракетная артиллерия, прямоточные воздушнореактивные двигатели. Сначала руководство РНИИ не разделяло мнения Королева о необходимости включить в планы работ создание ракетопланов, считая это преждевременным. Но в РНИИ Королеву важна была сама возможность активизировать исследовательские и проектно-конструкторские работы по ракетной технике. В первое время он сосредоточил свои усилия на решении проблемы создания автоматически управляемых крылатых ракет, а проблему ракетоплана продолжал исследовать теоретически.

В 1934 году Королев пишет книгу «Ракетный полет в стратосфере», в которой подытоживает опыт работы ГИРДа и излагает те основные принципы конструирования ракетной техники, на которые опирается все ее дальнейшее развитие в нашей стране. Получив от автора эту книгу, К. Э. Циолковский высоко оценил ее как «разумную, содержательную и полезную».

Участие в огневых испытаниях двигательной установки с индексом «13» крылатой ракеты «06», выступление с докладами на Всесоюзной конференции по изучению стратосферы, защита проекта планерлета СК-7, кипучая организаторская и пропагандистская деятельность занимают все время Королева. Он сумел обратить в свою веру и руководство РНИИ.

Штурм стратосферы в те годы был одним из направлений освоения самых передовых рубежей научно-технического прогресса и пользовался в стране огромной популярностью. С. П. Королева активно поддерживали К. Э. Циолковский, академик С. И. Вавилов, писатель Я. И. Перельман, многие молодежные организации Осоавиахима. Это и использовал он, организовав в марте 1935 года с помощью авиационного отделения Всесоюзного научно-технического общества (Авиавнито), уже при поддержке руководства РНИИ, Всесоюзную конференцию по применению реактивных летательных аппаратов к освоению стратосферы.

Внимание собравшихся привлек доклад Королева «Крылатая ракета для полета человека», в котором он подробно рассмотрел возможности применения реактивных двигателей разного типа на ракетопланах различных схем. Сергею Павловичу задавали много вопросов, скептики вступали в жестокие споры, упрекали его в фантазерстве, торопливости, спрашивали, кто будет реализовывать все эти замыслы. Он отвечал: «Ракеты должны быть делом всей нашей общественности».

В мае 1935 года его назначают руководителем сектора крылатых ракет в РНИИ, а в феврале 1936 года в Реактивном институте был создан специальный отдел ракетных летательных аппаратов во главе с Королевым — с секторами: крылатых ракет, баллистических ракет, систем автоматического управления и ракетопланов. Работы по их проектированию были наконец включены в план института.

Мария Николаевна старалась поддержать сына. В письмах к нему она писала:

«Сын мой, родной!

Сколько взлетов ввысь человеческого духа, сколько счастливых моментов обожествления своего «я» в достижениях ума. В этом радость, счастье жизни. Пережить их не каждому дано. И если тебя отметила природа, будь счастлив, любимый, да хранит тебя судьба и моя вечная мысль, витающая вокруг тебя, где бы ты ни был… Я верю в твои творческие силы и в твою нравственную чистоту и верю в то, что судьба тебя хранит. Хотя мое бедное сердце всегда сжимается при мысли об испытаниях машин, вот теперь предстоящий полет туда, в бескрайность, бесконечность, но я верю в твою счастливую звезду. Я вижу, как ты горишь мыслью, как эта машина захватывает тебя всего. Ты лелеешь ее и ждешь ее окончания. Ты ею горд. И я горда, и я гоню страх, и я лечу душой с тобой вперед, ввысь. И пусть маленькая Наташа получила бы от тебя в дар при рождении этот порыв к творчеству и высшему счастью.

26 ноября 1937 г.».

— Сережа упорен, упрям, если хотите, — рассказывала Мария Николаевна уже потом, когда сын стал Главным конструктором и удостоился многих высших наград. — Матери неудобно говорить: «Мой сын талантлив». Да и не будет таланта никогда, если нет упорства. Сережа обычный: и в детстве был таким, и сейчас. Покопаться бы в памяти, и можно вспомнить что-нибудь этакое. Но нет, к чему лукавить. Рос, как и многие в те годы, без особой нужды и особого достатка. Кусок хлеба был, а что к этому куску? И все равно улыбчивый, озорной. И шалил, и нагоняй получал. Только вот часто по ночам снились мне не по-детски серьезные глаза сына. И сейчас снятся… Вы говорите «талант»? Я иначе скажу: «Он одержимый». Да, да, одержимый… Это какая-то самозабвенная работа. У него всегда горят глаза. Он не идет, а несется. Всегда ли он обедает в положенный час или что-то на ходу проглатывает в буфете? Спал ли когда-нибудь вдоволь? Одержимость — это, наверное, прекрасно, это — личное счастье и всенародное достояние… Сережа из тех, кто всегда жаждет трудных дел. Не в смысле тяжелых, нет — интересных, еще никем не опробованных. Я ему часто говорила, предупреждала: «Торопишься, сынок, рискуешь», а он отвечал: «Зато не паразитирую». Что ответишь на такое?..

— Свою жизнь он прошел в ногу со временем, по главному руслу двадцатого века, — рассказывал его близкий друг и соратник профессор Георгий Александрович Тюлин. — Сознавая масштабность дарования, мощь индивидуальности Королева, скажу: он был дерзким, нетерпеливым, задиристым и… ранимым. Очень ранимым…

Была в этих словах какая-то тревожная недосказанность. О человеке можно знать и узнать многое. Но не все.

Учащийся стройпрофтехшколы, столяр, кровельщик, механик, студент КПИ и МВТУ, пилот, летчик-испытатель, конструктор, ученый… За этими короткими словами — без малого шестьдесят прожитых лет. Окрыленных, стремительных и неимоверно напряженных.

Если смотреть на жизнь Сергея Павловича с точки зрения обывательской, чего в ней было больше — лавров или терний? — то придется признать: и того и другого выпало на его долю предостаточно. Судьба сурово обходилась с ним, но она же дарила ему великое счастье. Разве можно мечтать о большем, чем то, что довелось испытать ему? Он дал планете первый рукотворный спутник. Он стоял возле стартовых комплексов первых лунных и марсианских ракет. Он отправлял и напутствовал в полет первых космонавтов.

Природа одарила его мудростью и талантом. Но ведь часто бывает так, что талантливому труднее. Ибо талант — всегда характер, а это значит, что не всем и не всегда удобен. Жизнь учит: чем человек способнее в своем деле, тем неспособнее он к соглашательству, тем тверже в защите своих позиций и тем беззащитнее в министерских коридорах. Не соблюдая субординации и «правил общения», такой нет-нет да и напомнит начальству, что конструировать, созидать — это ответственная работа, а не приятная синекура. Что строительство ракет и запуск в космос кораблей — немалое искусство, которое требует особого дарования.

Заглатывая жизнь, он шел только вперед, принимая ураганный огонь проблем на себя, не прячась за спины других. В его жизни много изломов. Судьба временами была безжалостна и жестока к нему. Но он вынес все.

…В ноябре 1937 года арестовали конструктора пороховых ракет главного инженера Реактивного научно-исследовательского института РККА Г. Э. Лангемака. Двумя днями раньше «исчез» талантливый инженер и организатор работ по ракетостроению начальник РНИИ И. Т. Клейменов. По института поползли слухи о тайной вредительской организации, о предательстве, шпионаже. В НКВД поступали доносы. Намеком, а то и напрямую назывались имена «врагов народа». На допросах, попав под угрозы и истязания, арестованные оговаривали себя, бросали тень на других. Так в следственных документах появилась фамилия инженера С. П. Королева. Через несколько дней техническое управление НКВД вынесло постановление на арест еще одного «неблагонадежного» сотрудника Реактивного научно-исследовательского института. Обвинение страшное: член троцкистской организации, тайно существующей в институте и связанной с контрреволюционными центрами на Западе. Из обвинительных документов следовало, что в нее входили инженеры И. Т. Клейменов, Г. Э. Лангемак, В. П. Глушко. Санкцию на их арест дал Г. К. Рагинский, бывший в то время первым заместителем главного военного прокурора.