В начале 1950-х специалистами Лаборатории реактивного движения была разработана и построена исследовательская ракета "Corporal" — она не ставила рекордов, однако могла бы выводить на орбиту небольшие спутники. Однажды, из чистого любопытства, ее конструкторы прикинули на бумаге возможности "Corporal" и выяснили, что если добавить к ней связку зенитных твердотопливных ракет "Loki", то можно будет с помощью такой системы забросить на Луну… бутылку из-под пива!
В это время Вернер фон Браун решил, что, если он хочет заставить американцев поверить в идею межпланетных перелетов, нужно апеллировать не к чиновникам или военным, а к широкой публике. 12 октября 1951 года, в День Колумба, планетарий Хейдена (Нью-Йорк) организовал симпозиум по проблемам космического полета, на котором в присутствии гостей и журналистов выступило более двухсот докладчиков. Там фон Браун встретил редактора журнала "Collier’s" и убедил его, что популяризация космонавтики может принести серьезные дивиденды.
22 марта 1952 года вышел первый космический номер "Collier’s". На обложке со слоганом "Скоро человек победит космос!" был показан старт гипотетической ракеты Вернера фон Брауна. Передовица начиналась словами:
В том, что вы прочитаете, нет фантастики… Это предупреждение: США должны незамедлительно приступить к осуществлению долгосрочной программы развития ракет, чтобы гарантировать Западу космическое превосходство. Если не мы, то кто же? Весьма вероятно, что СССР…
В статье "Пересечение последней границы" Вернер фон Браун писал: "В ближайшие 10–15 лет у Земли будет новый товарищ в небесах — искусственный спутник… который может стать или самой большой изобретенной силой во благо мира, или одним из самых ужасных орудий войны".
По проекту фон Брауна, изложенному в журнале, основной рабочей лошадкой космической программы должна была стать трехступенчатая ракета высотой 80,8 м, с двигателями на азотной кислоте и гидразине, которая имела бы стартовую массу от 7000 до 9000 т. При этом третья ступень являлась крылатым пилотируемым кораблем-челноком, приземляющимся по-самолетному. Ракета должна была выводить на орбиту высотой 1730 км полезный груз от 33 до 36,5 т.
Главной задачей космической программы фон Браун определил полеты в дальний космос и прежде всего — рейс к Луне и обратно:
Аппарат для 10-дневного рейса к Селене собирается… из частей. Баки, изготовленные в открытой рамочной конструкции, заполняются топливом… После соединения трубопроводов и электропроводки сверху конструкции крепится сферическая кабина экипажа, предварительно оборудованная на Земле системами регенерации воздуха и воды, навигации, управления и коммуникаций… Результатом будет необычно выглядящее транспортное средство, способное проделать путешествие от космической станции вокруг Луны и назад…
В номерах "Collier’s" от 18 и 25 октября 1952 года Вернер фон Браун подробно описал лунную экспедицию. Она должна была начаться со сборки монтажниками околоземной орбитальной станции из трех лунных кораблей. Корабли массой по 3900–4400 т представляли собой ажурные конструкции, на которых подвешивались пятиэтажные кабины экипажа, пластиковые топливные баки и 30 двигателей. Два корабля представляли собой лунные дома на 20 членов экипажа каждый: третий корабль — грузовой, управляемый командой из 10 человек. Для сборки кораблей требовалось 360 запусков ракет-челноков, из них 347 должно было производиться с целью доставки двух миллионов тонн топлива для экспедиции. С целью обеспечения экспедиции на Земле предполагалось создать специальный ракетодром.
После 240 дней подготовительной работы на орбите корабли должны были стартовать и через пять дней приблизиться к цели. Автоматика включала тормозные двигатели, которые осуществляли мягкую посадку на лунную поверхность. Высадившись в Заливе Росы, экипажи вытащили бы из грузового корабля оборудование, включающее три транспортных средства (лунохода) для исследования местности на значительных расстояниях от места прилунения. Жилой и лабораторный модули предполагалось присыпать лунным грунтом — он обеспечивал защиту от метеоритов и радиации. В десятидневное путешествие от места посадки к кратеру Арпал должны были отправиться 10 астронавтов.
После шести недель пребывания на Луне команды на двух кораблях стартовали в обратный путь, а грузовой корабль оставался на месте посадки. В случае каких-либо проблем до высадки на Луну имелась возможность отсоединить жилые модули от кораблей и вернуться к орбитальной станции.
Несмотря на очевидную сложность экспедиции с участием целой армады ракет-носителей и космических кораблей, Вернер фон Браун оценивал ее стоимость в весьма скромную сумму — 300 миллионов долларов.
Одновременно с публикациями о полетах на Луну и Марс был организован рекламный блиц — семь телеинтервью с Вернером фон Брауном как "главным специалистом". В результате тираж каждого номера превзошел три миллиона экземпляров, а выступления по телевидению сделали немецкого конструктора знаменитостью. Он обрел репутацию "провидца космоса". Но шумиха не сумела в то время изменить отношение к фон Брауну со стороны военных и политических кругов США. От немецкого конструктора требовали другого — боевых ракет, способных долететь до территории Советского Союза.
Советской космонавтике повезло. В начале 1930-х годов она обрела деятельного организатора и талантливейшего инженера-конструктора — Сергея Павловича Королева (1907–1966). Хотя всю жизнь он работал на военных, своей главной целью всегда видел освоение космического пространства и упорно шел к реализации мечты.
Реальная возможность запустить человека на орбиту, а рукотворный объект — на межпланетную трассу появилась у Сергея Королева только в 1957 году, когда состоялись летно-конструкторские испытания двухступенчатой межконтинентальной ракеты "Р-7" (8К71), созданием которой он руководил. Ракеты, аналогичной "семерке", в то время не существовало. В базовом варианте она имела следующие габариты: длина ракеты — 31,4 м, максимальная стартовая масса — 283 т. масса топлива (керосин и жидкий кислород) — 250 т. "Р-7" была способна доставить отделяемую головную часть весом 5,4 т на дальность 8000 км. Самое важное, что уже эта базовая модификация позволяла запустить на околоземную орбиту искусственный объект массой 1200 кг.
Идея запуска искусственного спутника Земли (ИСЗ) получила поддержку советского правительства, и 4 октября 1957 года доработанная "Р-7" ("М1-1СП", впоследствии получившая название "Спутник-1") вывела в космос простейший спутник "ПС-1". 3 ноября 1957 года "семерка" доставила на орбиту капсулу с собакой Лайкой ("Спутник-2"), а 15 мая 1958-го — научно-исследовательскую лабораторию "Д" ("Спутник-3") весом в 1327 кг. Советский Союз стал лидером космической экспансии.
Однако, чтобы вывести искусственный объект с околоземной орбиты на трассу к Луне, необходимо поднять его скорость с первой космической до второй космической. Для выполнения этой задачи двух ступеней ракеты "Р-7" было недостаточно — требовалась третья разгонная ступень.
Сергей Королев говорил о необходимости постройки трехступенчатой ракеты еще до первого полета "Р-7". 30 августа 1955 года на совещании у председателя Военно-промышленной комиссии он представил данные аппарата для полета к Луне, предлагая два варианта третьей ступени ракеты. Королев говорил о задаче полета на Луну, выступая в апреле 1956 года на Всесоюзной конференции по ракетным исследованиям верхних слоев атмосферы, проходившей в Академии наук СССР. В итоге в его конструкторском бюро ОКБ-1 был создан проектный отдел № 9 по космическим аппаратам, который возглавил Михаил Клавдиевич Тихонравов (1900–1974).