Королевым активно велись поиски путей создания ракет на долго хранящемся жидком топливе, поскольку применение быстро испаряющегося жидкого кислорода было крайне неудобно в боевой эксплуатации. Их результатом стала ракета Р-11 с ЖРД А. М. Исаева, которая могла решать те же задачи, что и Р-1, но была втрое легче, что открыло возможность создания мобильных сухопутного Р-11М и морского Р-11ФМ ракетных комплексов (в сентябре 1955 состоялся первый в СССР пуск ракеты с подводной лодки). Им был также разработан предэскизный проект стратегической ракеты на долго хранящемся топливе Р-12, совмещающей в себе совершенство Р-5М и удобство в эксплуатации Р-11. Этот проект был передан Королевым на "Южмаш" в Днепропетровск, где возникло новое ОКБ по стратегическим ракетам во главе с М. К. Янгелем.
Основное королевское направление было связано с проблемами создания многоступенчатых ракет, достигающих межконтинентальной дальности. Первая межконтинентальная баллистическая ракета (МБР) Р-7, уникальная и по конструкции, и по летным характеристикам, была вскоре создана, при стартовой массе 283 т она была способна доставлять на расстояние 8 тыс. км головную часть массой 5,4 т с термоядерным зарядом мощностью 3-5 Мт.
После многих удачных стартов с января 1959 боевая стартовая станция в районе Плесецка Архангельской области, вооруженная четырьмя стационарными установками для пуска МБР Р-7, заступила на боевое дежурство. Вскоре с нее стали запускать модернизированные МБР Р-7А с дальностью 12 тыс. км.
Создав Р-7 и на ее основе космические ракеты-носители, Королев надеялся целиком сосредоточиться на космической технике, но жидкостные МБР по эксплуатационным качествам все-таки проигрывали американским твердотопливным ракетам. Королев, обратившись к этой проблематике, создал экспериментальную твердотопливную ракету РТ-1, достигшую на испытаниях 1962 дальности 2,5 тыс. км. В феврале 1966 была испытана твердотопливная МБР РТ-2, которая в дальнейшем использовалась по 15-17 лет. В настоящее время все новейшие российские стратегические ракетные комплексы оснащаются только твердотопливными ракетами, являющимися наследницами по прямой королевской МБР РТ-2.
Открытие космической эры
Разработка оружия, обеспечившего мирное сосуществование, была для Королева не самоцелью, а лишь условием для начала освоения космоса.
Еще в 1935 Королев писал о том, что если будет "процветание ракетного дела, то будет и то время, когда первый земной корабль впервые покинет Землю". Но работа над космической темой, начавшаяся с высотных ракетных запусков, стала возможной только в конце 1940-х - начале 1950-х гг. В мае 1954 сразу же после принятия постановления правительства о разработке МБР Р-7, которая по замыслу Королева должна была стать первой космической ракетой-носителем (РН), он направил Устинову докладную записку о возможности и необходимости разработки и запуска с помощью этой ракеты искусственных спутников Земли. В этом документе в кратком виде была намечена дальнейшая программа освоения околоземного космического пространства, включая полеты на Луну.
Вслед за этим Королев еще не раз направлял в правительственные и академические инстанции предложения о необходимости начать разработку спутников, но ответа на них не было, и ему пришлось заняться проектированием спутника на собственный страх и риск. Лишь после того, как в январе 1956 ОКБ-1 посетил Н. С. Хрущев, оставшийся очень довольным ходом работ над стратегическими ракетами, Королев обратился к нему с просьбой разрешить работы по спутнику. Хрущев одобрил эту инициативу при условии, если она не задержит разработку МБР. Вскоре было принято решение о создании в 1957-58 на базе разрабатываемой ракеты Р-7 неориентированного искусственного спутника Земли (объект Д) массой до 1400 кг с комплексом научной аппаратуры. Но еще до начала летных испытаний ракеты Королев выдвинул предложение использовать их для запуска простейших спутников весом около 50 кг с минимумом приборов, что и позволило опередить США в разрекламированном ими проекте запуска мини-спутников.
4 октября 1957 впервые в истории человечества был запущен искусственный спутник Земли: сверхмощная ракета, преодолев земное тяготение, разогналась до скорости 8 км/с и стала обращаться вокруг Земли как самостоятельное небесное тело, после чего от нее отделился шарообразный спутник, наблюдать и принимать сигналы которого мог весь мир. Это был рубеж в истории человечества: первый период до спутника, второй - после спутника. И хотя первый длился более 40 тысячелетий, а второй продолжается немногим более 40 лет, качественное состояние нашей цивилизации уже изменилось, причем не только в мировоззренческом философском плане, но и практически, в первую очередь, благодаря глобальным информационным системам связи и наблюдательным спутниковым системам.
Имевшийся технический задел и опыт ракетных исследований позволил Королеву менее чем за месяц создать и в ноябре 1957 запустить второй спутник с собакой Лайкой на борту. Этот эксперимент доказал, что длительная невесомость несмертельна для живых существ. Реальностью становился полет человека в космос.
Спроектированная с большими запасами грузоподъемности двухступенчатая ракета Р-7 позволила при установке на нее третьей ступени выводить на орбиту полезный груз в 4,6 т, а при установке четвертой ступени выводить на межпланетные траектории до 1,2 т. Для этого пришлось решить множество проблем, в частности, разработать способы ориентации и стабилизации аппаратов в космическом пространстве и запуска ЖРД в пустоте и невесомости. Благодаря этому были открыты возможности для исследований Луны и планет с помощью автоматических межпланетных станций, запуска спутников на высокоапогейные орбиты (36 тыс. км и более), для создания космических кораблей с достаточно большими запасами надежности, обеспечивающими высокую степень безопасности полета человека.
12 апреля 1961 был осуществлен исторический полет Ю. А. Гагарина. В реализации первых полетов человека с помощью ракеты-носителя "Восток" непосредственно участвовало 123 предприятия 32 различных министерств и ведомств СССР, но главными создателями были, конечно, люди: уже упоминавшиеся члены созданного Королевым Совета главных конструкторов и пополнившие его: А. М. Исаев и С. А. Косберг (двигатели), А. Ф. Богомолов (радиотелеметрическая система), С. М. Алексеев (скафандр и системы катапультирования), Г. И. Воронин (системы жизнеобеспечения), Ф. Д. Ткачев (парашютные системы), В. И. Яздовский (медико-биологическое обеспечение полета). В ОКБ-1 ведущими разработчиками ракеты-носителя и космического корабля "Восток" были: К. Д. Бушуев, Л. А. Воскресенский, В. П. Мишин, М. К. Тихонравов и др.
Чтобы все системы сработали безотказно и не подвели десятки тысяч производственников, изготавливавших всю технику, и военных ракетчиков-испытателей, осуществлявших подготовку и пуск "Востока" на космодроме Байконур, Королевым были приняты беспрецедентные научно-технические, организационно-контрольные, экономические, воспитательные и психологические меры. Еще семь осуществленных при жизни Королева полетов пилотируемых космических кораблей были выполнены успешно.
Всего за восемь лет начала космической эры под непосредственным руководством Королева были запущены два простейших спутника (ПС), первая космическая научная станция (объект Д), две первых космических системы "Электрон", состоявших каждая из двух спутников-станций, выводимых одной РН на существенно различные орбиты для одновременного исследования радиационной обстановки в разных областях околоземного космоса, первые спутники прикладного хозяйственного и оборонного назначения: связные "Молния-1" и фоторазведчики "Зенит-2". Первые из них получили дальнейшее развитие в Красноярском, а вторые - в Куйбышевском филиалах ОКБ-1, которые под руководством заместителей Королева М. Ф. Решетнева и Д. И. Козлова выросли в крупнейшие центры российской космической промышленности.
Королев возглавлял работу по запуску 15 первых в мире станций для исследования межпланетного пространства, Луны, Венеры и Марса, причем благодаря Королеву на дальнейшее развитие этого исключительно мирного направления было переведено одно из крупнейших оборонных предприятий - авиастроительное НПО им. С. А. Лавочкина. Ему также принадлежит лидерство в осуществлении первых в мире полетов многоместных космических кораблей "Восход" и "Восход-2" (из которого 18 марта 1965 человек впервые вышел в открытый космос). Затем были разработаны многоцелевой трехместный космический корабль "Союз", корабль для облета Луны Л-1, лунный экспедиционный комплекс Н1-Л3, предэскизные проекты тяжелой орбитальной станции "Звезда" и тяжелого межпланетного корабля. Дальнейшее осуществление советской космической программы Королев планировал на основе сверхтяжелой ракеты-носителя Н-1, испытания которой после его смерти и первых неудачных полетов в 1969-72 были свернуты по политическим причинам. Объем осуществленных и задуманных Королевым проектов не может вместить одна человеческая жизнь, а Главному конструктору Богом было отпущено немного.
Безвременная кончина Королева (остановилось сердце после хирургической операции) явилась подлинной трагедией как для отечественной, так и мировой космонавтики, в результате чего постепенно снизились темпы развития всех космических программ. Как показало дальнейшее развитие космонавтики, равной ему по масштабу личности так и не появилось ни в России, ни в США. Тем не менее и сегодня продолжаются научные программы исследования космоса, его обживание с помощью долговременных орбитальных комплексов. Все это - убедительное свидетельство исторической значимости и непреходящей ценности деятельности Королева, который верил, что "космонавтика имеет безграничное будущее, ее перспективы беспредельны, как сама Вселенная".