Нестеренко узнал, что в НИИ-1 МАП существует группа М. К. Тихонравова, которая работает над созданием ракет дальнего действия и использованием их для полета человека в космос. По рекомендации министра авиационной промышленности Шахурина он связался с Тихонравовым, пригласил его в НИИ-4 для беседы и после рассказа Тихонравова о работах группы предложил всей группе перейти в НИИ-4, при условии, что она будет работать по профилю института, так как Президиум Академии артиллерийских наук не утвердит для НИИ-4 космическую тему. Одновременно договорились, что Нестеренко не будет препятствовать работе группы сверх плана над своей темой. Это устроило Михаила Клавдиевича, и в декабре 1946 г. его группа из 22 человек перешла в НИИ-4 МО. В течение 1947-го и в начале 1948 г. группа Тихонравова без ЭВМ проделала колоссальную расчетную работу и доказала, что с помощью пакетной ракеты, состоящей из одноступенчатых ракет с дальностью около тысячи километров, можно вывести на орбиту искусственный спутник Земли. Тихонравов сделал доклад на научном совете НИИ-4. С большим трудом удалось добиться включения доклада Тихонравова в план научной сессии Академии артиллерийских наук.
14 июля 1948 г. на научной сессии Академии артиллерийских наук М. К. Тихонравов выступил с докладом «Пути осуществления больших дальностей стрельбы ракетами», где развил идею Циолковского об эскадре ракет, предложил пакетную схему ракеты на базе существующих ракет. Завершил он свой доклад словами: «Таким образом, дальность полета ракет не только теоретически, но и технически не ограничена». Доклад встретили молчанием, не зная, как на него реагировать. Было много иронических усмешек, а один высокий чин изрек: «Институту, наверное, нечем заниматься, и потому вы решили перейти в область фантастики». И это о докладе, который изменил ход развития ракетно-космической техники, привел к созданию первой в мире межконтинентальной ракеты и первого в мире спутника! Только С. П. Королев серьезно отнесся к докладу. Он специально приехал к Тихонравову в НИИ-4, увидел расчеты и графики и сказал окружившим его инженерам: «Вы — инженеры с большой буквы!» Королев ухватился за идею пакетной ракеты и наладил сотрудничество с Тихонравовым, воплотив его идеи в ракете Р-7. Тому есть документальные доказательства. Дневник Тихонравова свидетельствует о частых встречах с Королевым. Пункт о перспективности направления работ по пакетной схеме появляется в эскизном проекте ракеты Р-3 в 1949 г. В письме и в техническом задании на НИР, направленном Королевым в НИИ-4 МО 16 декабря 1949 г., он прямо признает актуальность работ «по исследованию составных ракет типа «пакет», проводимых в НИИ-4 МО под руководством члена-корреспондента Академии артиллерийских наук М. К. Тихонравова».
Несмотря на неодобрение высокого начальства и сокращение группы Тихонравова до двух человек, Нестеренко по-прежнему поддерживает работу Тихонравова. Они дружили семьями, все праздники и юбилеи отмечали вместе. Сам Нестеренко очень высоко оценивает заслуги Михаила Клавдиевича Тихонравова и Николая Гавриловича Чернышева (химик, специалист по ракетному топливу). Алексей Иванович пишет, что «они своей работой заставили заниматься такие крупные, мощные организации, как ОКБ-1, НИИ-88». И далее: «Если бы я в свое время не предложил Михаилу Клавдиевичу работать на таких условиях, когда он сверх плана работал бы над задуманной им темой, не поддержал бы его, то вопрос об искусственных спутниках Земли у нас оттянулся бы еще на несколько лет. Группа М. К. Тихонравова сделала большое дело, и не случайно потом Сергей Павлович добился, чтобы М. К. Тихонравов был переведен в его КБ, где ему было поручено возглавить отдел перспективного развития ракетной техники». Зная честность, правдивость и скромность Алексея Ивановича, ему можно полностью верить, тем более что теперь приоритет Тихонравова и использование его работ Королевым подтверждены документально.