В 1946 году Сергей Королев получил новую работу как генеральный конструктор ракет дальнего действия в НИИ-88, исследовательском институте в Москве, который отвечал за производство советских ракет-носителей на основе технологий «Фау-2». Самым ценным советским приобретением среди немецких специалистов-ракетчиков оказался инженер Гельмут Греттруп. В СССР он жил вместе с семьей рядом с секретной лабораторией на озере Селигер. Остальных немецких специалистов распределили в зависимости от специальности по другим КБ и институтам.
Если американцам достались практически готовые «Фау-2», то в Советском Союзе их пришлось собирать практически с нуля. К лету 1947 года Королеву при поддержке Греттрупа и других пленных немецких специалистов удалось собрать едва с десяток ракет. Тем не менее этого было достаточно для того, чтобы активизировать испытания на полигоне Капустин Яр, расположенном в 90 км южнее Сталинграда (ныне Волгограда). Полигон находился в полупустыне, в удаленном от поселений месте, но был соединен железной дорогой со Сталинградом. Условия в Капустином Яре были суровыми, стационарные сооружения отсутствовали. Персонал полигона был вынужден жить в палатках или в вагончиках. Континентальный климат диктовал свои условия: зимой – лютый мороз, летом – невыносимая жара, а для неосмотрительных опасным дополнением служили ядовитые змеи и тарантулы.
Первый запуск «Фау-2» на советской земле состоялся 18 октября 1947 года, но это можно было считать лишь частичным успехом, так как ракета разрушилась при возвращении в атмосферу. Из 11 запущенных ракет 5 запусков были признаны успешными. Остальные отклонились от своих целей, взорвались либо обнаружили различные технические неполадки. Несмотря на это испытания «Фау-2» в Капустином Яре стали важной вехой советской космической программы. На основе «Фау-2» было решено создать ракету Р-1.
Над ракетой, на которой Гагарин полетел в космос, работали в Воронежском институте КБХА. В этом институте осваивали немецкие технологии и создавали новые, собственные. Научная группа вела работу над созданием двигателя РД 0109, который предназначался для запуска в космос человека. В то время было известно точно лишь то, что новый двигатель будет работать на топливе «жидкий кислород и керосин», поскольку только эти два компонента, смешиваясь в камере, сгорали при температуре 3500 градусов по Цельсию и создавали тягу, достаточную для необходимого разгона. На разработку РД 0109 ушел всего год.
Сергей Королев и его коллега Семен Косберг, готовясь к уникальному эксперименту, хорошо знали, что такие же разработки ведутся в США. Правда, NASA, в отличие от советских конструкторов, не собиралось проводить орбитальный полет, они поставили себе задачу попроще – совершить так называемый скачок в космос. Американский астронавт должен был всего лишь достигнуть орбиты, а потом вернуться назад на Землю.
К концу 50-х годов в СССР полностью отпала нужда в немецких специалистах. Впрочем, уже в конце 1950 года некоторым ветеранам полигона Пенемюнде позволили вернуться обратно в Германию. Правда, Гельмут Греттруп с другими шестью специалистами задержался в Советском Союзе вплоть до 1957 года. Символично, что именно 4 октября 1957 года СССР объявил о запуске первого искусственного спутника Земли, опередив в этом амбициозных американцев. Это означало, что «трофейные» ученые выполнили свою работу. Спутник представлял собой довольно простой конструкции полуметровый металлический шар с радиопередатчиком внутри и антеннами снаружи. Но и этого было достаточно, чтобы Вернер фон Браун вышел из себя. По свидетельству некоторых его коллег, он в порыве бешенства заявил: «Дайте мне 90 дней, и я тоже запущу спутник!» Это был бессильный гнев. К концу 50-х годов Соединенные Штаты отстали от Советского Союза в космической гонке.
Всем известно, что первым космонавтом в истории был Юрий Гагарин. Однако он не был первым живым существом, побывавшим в космосе. Путь человеку на орбиту проложили животные. В конце 50-х годов доктора института авиационной медицины СССР активно проводили опыты над собаками, пытаясь выяснить, как живое существо, близкое по своей физиологии к человеку, сможет перенести полет в стратосферу или даже в открытый космос. Инициатором эксперимента был руководитель конструкторского бюро Сергей Королев. Он понимал: если удастся совершить успешный запуск в космос собаки, то не за горами будут и полеты во внеземное пространство человека.
4 октября 1957 мир облетела новость: Советский Союз запустил на орбиту первый в истории искусственный спутник Земли. На его борту находился бездушный радиопередатчик. Но уже через месяц второй искусственный спутник Земли отправился на орбиту с пассажиром.