Разработка новой ракеты была поручена М. К. Тихонравову и П. И. Иванову. В 1945 году они представили вариант трехступенчатой пороховой ракеты длиной более 4 метров и весом 87 килограммов, которая обозначалась в документации под индексом 210. Расчеты показывали, что при пуске на уровне моря она должна подняться километров на 35, а если стартовать с Памира, например, оставив внизу 4 километра самой плотной атмосферы, – то и на все 48. В декабре 1945 года проект обсуждался в ФИАНе с участием Сергея Ивановича Вавилова, за три месяца до этого избранного президентом Академии наук СССР. Новый президент – физик по специальности – был горячим Сторонником исследования верхних слоев Атмосферы и всячески поощрял работу группы профессора Сергея Николаевича Вернова, которая разрабатывала аппаратуру для этих исследований.
В июне следующего года под Ленинградом состоялись экспериментальные пуски ракеты 210, окончившиеся, увы, неудачей: требуемой высоты она не достигла.
Тихонравов знал, что в КБ Королева работают над большими жидкостными ракетами, и он стал думать над тем, как заставить эти боевые машины послужить науке. Так родился эскизный проект жидкостной ракеты ВР-190, которая могла поднимать аппаратуру на высоту 190 километров. Самое замечательное, что Тихонравов допускал в этом эскизном проекте установку в головной части ракеты герметической спускаемой капсулы с двумя стратонавтами.
Этими работами сразу заинтересовался Королев. Он считал, что специальную геофизическую ракету создавать не надо – это только распылит силы, а следует уже готовые ракеты дорабатывать до геофизических», с учетом всех пожеланий Академии наук. Летом 1947 года по предложению ученых ФИАНа в КБ Королева были рассмотрены технические возможности установки научной аппаратуры для исследования космических лучей в головной части ракеты Р-1. А осенью начались научно-исследовательские пуски ракет, оснащенных геофизическими приборами, по баллистической траектории.
Только тогда, когда научные исследования приняли массовый характер и стало очевидно, что мощные баллистические ракеты использовать экономически не выгодно, по заказу Гидрометеослужбы СССР были разработаны специальные метеорологические ракеты МР-1 для изучения атмосферных явлений до высот 100 километров и ММР-05 – до высот 50 километров. Регулярные пуски метеорологических ракет начались в нашей стране с осени 1951 года. Сейчас пуски таких ракет стали обычным делом. Есть два «космодрома погоды»: в Арктике на острове Хейса и в Антарктиде в поселке Мирный. Стартуют ракеты и со специально оборудованных кораблей Гидрометеослужбы.
Среди многих других талантов Королев был награжден особым талантом, позволяющим использовать любую сложившуюся ситуацию с максимальной для дела пользой. Вот только один пример.
Было установлено, что прицельная точность ракеты может значительно увеличиться, если при входе в плотные слои атмосферы головная часть ракеты с зарядом будет отделяться от основного корпуса. В этом случае снижалось влияние всевозможных вихревых потоков на летящий вниз заряд и не требовалось упрочнять всю конструкцию для противодействия возникающим при торможении в атмосфере перегрузкам. Именно отделяющуюся головку проектировал Королев для следующей своей ракеты Р-2 – значительно более совершенной, по сравнению с «единичкой», как называли в КБ Р-1. Сергею Павловичу не терпелось испробовать механизм отделения, и вот рождается Р-1А – вариант «единички» с отделяющейся головной частью.
И тут как раз выяснилось, что физики, использующие ракеты в своих экспериментах, чрезвычайно озабочены одним серьезным обстоятельством: что, собственно, измеряет их аппаратура? какое воздействие оказывает на нее сама ракета? Для обнаружения первичных космических лучей чувствительные детекторы нужно было установить как можно дальше от массивных частей ракеты, которые могли «генерировать» вторичные частицы. Детекторы прятали в полости хвостовых стабилизаторов – подальше от корпуса, но физики все равно были недовольны.
А как искажают показания анализаторов выхлопные газы ракеты? И можно ли вообще судить об истинном составе окружающей атмосферы, коль скоро из сопла вырывается, мгновенно расширяясь в вакууме, газовый хвост? Оценить все возможные погрешности экспериментов и ввести какие-то поправочные коэффициенты было очень трудно.