二次世界大战结束后，著名苏联火箭专家谢·科罗廖夫与被俘的德国火箭专家一起工作，利用“V—2”导弹的资料，开展火箭研究。1946年8月，他被任命为苏联第一枚弹道式火箭的总设计师，他不辞劳苦地组织科研生产，协调各部门之间的关系，甚至亲自调配人力、原材料、仪器设备、厂房、住宅和能源，亲自到渺无人烟的荒原勘察和建设火箭发射场。1947年10月18日，他领导仿制的苏联第一枚近程弹道导弹首次试飞成功；1948年10月10日，自行设计的近程导弹试飞成功；接着在第二年，中程导弹试验成功；1949年5月，第一枚地球物理火箭发射成功；1950年10月，改进型的近程火箭发射成功；1951年8月、10月，两次用地球物理火箭将小狗送入高空；1953年4月，远程弹道导弹和战术弹道导弹发射成功。
1953年，科罗廖夫提出利用多级火箭发射人造地球卫星的设想。在他主持下，1957年5月研制成功单级地球物理火箭，把2200千克的载荷送到2.2千米的高空；1957年8月3日成功发射了世界上第一枚洲际导弹。随后，科罗廖夫大胆地采用捆绑火箭的办法，于10月4日将世界上第一颗人造地球卫星送入轨道；11月3日，第二颗卫星又把一只小狗送上了天；1958年5月卫星式飞船发射成功。
科罗廖夫此时身兼航天局副局长、主任设计师和发射总指挥三个职务，他开始实施新的宇宙研究计划。头两年，即1958、1959两年中，发射了三个月球探测器，其中的“月球3”号发回了月球背面的照片。到1959年底，他又开始研制探测火星和金星的探测器，并为发射这些探测器研制了二级、三级和四级运载火箭。同时，他还不断改进洲际导弹，使射程达到12000~14000千米。1961年4月，第二代洲际导弹发射成功；1962年研制成功固体远程和洲际弹道导弹。
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