Весной 1960 г. в ОКБ-586 был разработан эскизный проект ракеты-носителя 63С1 (индекс ГАУ 11К63) на базе ракеты Р-12. Запускать эти ракеты было решено из экспериментальной шахтной пусковой установки (ШПУ) «Маяк-2», построенной в Капустном Яре.
Первый пуск ракеты 63С1 с космического аппарата ДС-1 был произведен в Капустином Яре 27 октября 1961 г. Однако из-за вибраций на шахтном участке полета произошел отказ системы управления ракетой. В результате 2-я ступень вместе со спутником упала в 385 км от старта.
Первый успешный пуск состоялся 16 марта 1962 г. Ракета 63С1 вывела на орбиту с перигеем 968 км и апогеем 217 км спутник ДС-2 весом 47 кг. Космический аппарат получил название «Космос-1».
За первые 4 года эксплуатации 63С1 с 4-го ГЦП было выведено на орбиту 22 космических аппарата научного и народнохозяйственного использования.
6 июня 1964 г. с Капустина Яра был запущен первый малый военный спутник «Космос-31».
В первые годы темпы запусков космических аппаратов с Капустина Яра были стабильными – по 7 спутников. Исключение составил 1963 г. – всего 4 удачных запуска. В 1968 г. достигнут максимум – 8 запусков космических аппаратов, а затем интенсивность запусков пошла на убыль в связи с увеличением запусков на полигоне в Плесецке.
Последний раз ракета 63С1 стартовала с Капустина Яра 19 апреля 1973 г., выведя на орбиту космический аппарат «Интеркосмос-8».
Еще при жизни Сталина Капустин Яр стал многофункциональным полигоном. Там испытывались все типы советских ракет. Так, на 4-м ГЦП с 1950 г. проходили испытания неуправляемых ракет дальнего действия ДРСП-1.
Первые стрельбы были проведены в Капустином Яре 7 декабря 1950 г. На них присутствовал в качестве гостя С.П. Королев. Стрельба производилась на 8-й площадке полигона с опытной боевой машины с четырьмя направляющими длиной 4,5 м с углом спирали 6°. Снаряды имели оперение с уменьшенным до 440 мм размахом. Были произведены 2 залпа по 4 снаряда. Средняя дальность стрельбы оказалась 18 575 м, кучность по дальности 1/134, боковая – 1/181. Взрыватели были установлены с замедлением, в результате получены воронки со средними размерами: до расчистки – диаметр 4,2 м, глубина 1,4 м, объем выброшенного грунта 8,4 куб. м; после расчистки – диаметр 4,4 м, глубина 2,08 м, объем выброшенного грунта 13,3 куб. м.
Вторая группа снарядов была отстреляна 11 декабря 1950 г.
В заключении по результатам полигонных испытаний, подписанном начальником ГАУ 26 апреля 1951 г., было сказано: «Предъявить дальнобойную реактивную систему ДРСП-1 (снаряд ДРСП-1, взрыватель В-377А и боевую машину ДРСП-1) на войсковые испытания. До войсковых испытаний устранить недостатки системы, отмеченные в заключении».
Войсковые испытания системы ДРСП-1 были проведены на ГЦП в Капустином Яре с 15 ноября по 25 декабря 1951 г. Задачей испытаний ставилось выявление тактических возможностей системы и ее эксплуатационных характеристик. Четыре боевые машины прошли 2000 км, в том числе две машины – в заряженном состоянии и с боевыми расчетами. Вся система испытывались стрельбой на различные дальности с определением кучности при стрельбе с одной боевой машины (орудийного рассеивания) и с четырех боевых машин (батарейного рассеивания). Всего на войсковых испытаниях произведено 419 выстрелов, из которых 228 – на максимальную дальность. С каждой из четырех боевых машин произведено соответственно 140, 136, 72 и 71 выстрел.
Испытания показали, что благодаря большой дальности стрельбы (18,5 км) система может быть эффективно использована для подавления глубоких целей (опорные пункты во второй полосе обороны противника, группы тяжелых батарей, скопление мотомехчастей, станции снабжения, передовые аэродромы).
Комиссия по испытаниям системы рекомендовала принять ее на вооружение и переименовать следующим образом: система МД-20, боевая машина БМД-20, снаряд МД-20, взрыватель ВД-20.
Постановлением Совмина № 4965–1236 от 22 ноября 1951 г. реактивный снаряд ДРСП-1 был принят на вооружение под индексом МД-20Ф. Этим же Постановлением была принята на вооружение боевая машина БМД-20, созданная в СКБ Миноборонпрома под руководством В.П. Бармина.
С 25 июля по 31 августа 1950 г. на Капустином Яре прошли войсковые испытания системы М-31А.
К началу испытаний туда доставили четыре боевые машины БМ-31А (с 12 сотовыми направляющими каждая) и 1000 снарядов М-31А (ТРС-24Ф), изготовленных заводом № 67 и снабженных взрывателями В-361. Кроме того, для проведения сравнительных испытаний на полигон прибыли четыре штатные боевые машины БМ-31-12 и 325 снарядов М-31УК с взрывателями ГВМЗ-1.
Результаты, полученные на войсковых испытаниях, показали, что при стрельбе на предельную дальность под одинаковыми углами возвышения кучность при стрельбе из системы М-31А вдвое выше, чем при стрельбе из штатной системы М-31.