Поскольку работа началась значительно раньше, с одной стороны, у специалистов было больше времени на поиск технических решений, с другой — некоторые элементы, такие, как солнечные батареи, на период начала разработки ещё не были отработаны.
На 1959 год решено было ограничиться доводкой систем связи и навигации.
Зато вовсю шла работа по созданию боевых ракет межконтинентальной дальности. Разработка Р-9А шла опережающими темпами. Получив согласие на начало работ в июне 1957-го, Сергей Павлович рассчитывал «выкатить» Р-9 на испытания в августе-сентябре 1959 года. (В реальной истории предложение о создании Р-9 на базе наработок по Р-7 было сделано в апреле 1958 г, вероятно, уже велись конструкторские проработки. Согласие было получено только в марте 1959 г, а в октябре 1959 были выданы и согласованы задания всем смежным организациям, выпущен комплект рабочих чертежей, изготовлена технологическая оснастка и начато изготовление отдельных агрегатов ракеты, а в 9 апреля 1961 г Р-9 вывели на лётные испытания http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/energia46-96/04.html)
Габариты ракеты были выбраны такими, чтобы она помещалась в собранном виде в железнодорожном вагоне, а главное — чтобы можно было использовать сварочно-штамповочное оборудование ракеты Р-7 для производства блоков ракеты Р-9. Это позволяло почти без переделки оборудования цехов завода № 88 параллельно с работами по Р-7 вести подготовку и переход к серийному выпуску Р-9.
В качестве 2-й ступени Р-9 взяли ранее разработанную третью ступень Р-7. (В реальной истории была проделана обратная замена). По сути, для создания ракеты требовалось лишь разработать двигатель 1-й ступени на основе двигателя 1-й ступени Р-7, и «увязать» все системы воедино.
По требованию военных, Глушко доработал двигатель от «семёрки» таким образом, чтобы превышение тяги над массой составляло 1,757, для более быстрого прохождения активного участка траектории и снижения вероятности обнаружения ракеты вражеской системой СПРН.
Много было проблем с переохлаждённым кислородом. На окончательное решение «кислородных» задач ушло 2 года, с лета 1957 по лето 1959-го. В ходе отработки технологий для создания системы вакуумирования на объектах хранения кислорода был спроектирован и создан специальный форвакуумный насос. Он использовался в сочетании с двумя адсорбционными насосами, выполненными с применением нового материала — цеолита, предварительно охлаждаемого жидким кислородом или азотом. Такая конструкция позволила довести вакуум с уровня 5е-2 мм рт.ст. до 1е-3...1е-4. Это также потребовало освоения новой технологии сварки для получения полной герметичности многометровых сварных швов емкостей хранения, создания методики и аппаратуры контроля их качества. Все описанные выше мероприятия сводили к минимуму испарения сжиженных газов. (Источник http://www.buran.ru/htm/gud%2012.htm)
Для полного решения проблемы была создана специальная газовая холодильная машина на кислородном уровне температур, которая, будучи установлена на емкости с жидким кислородом, конденсировала испарившийся из емкости газообразный кислород и возвращала его обратно в емкость уже в жидком состоянии. Так впервые в отечественной практике была решена проблема хранения жидкого кислорода практически без потерь.
Более того, цеолит очень пригодился в дальнейшем, так как после модификации использовался в качестве катализатора в реакторе для получения биотоплива. (http://media.gorod.dn.ua/smi/view_article.cgi?sid=12&nid=2861&aid=32584)
Р-9 также предполагалось использовать в качестве опытовой ракеты для отработки тяжёлой ракеты-носителя «Днепр» (АИ, в реальной истории — для отработки технологий для Н-1)
Параллельно разрабатывалась третья ступень, и несколько вариантов боевых частей, в том числе одна — в виде орбитальной бомбардировочной системы, для глобального варианта ракеты. Королёв в своей заочной конкуренции с Янгелем задумал «поставить планку так высоко, чтобы Михаил Кузьмич не допрыгнул».
Хотя это и не добавило энтузиазма Королёву, одним из вариантов боевого оснащения Р-9 было решено сделать маневрирующую ГЧ разработки Владимира Николаевича Челомея.
(АИ частично, такую ГЧ Челомей действительно разрабатывал, см. гл. 02-43 и www.e-reading.link/chapter.php/85671/51/Pervushin_-_Bitva_za_zvezdy-2._Kosmicheskoe_protivostoyanie_(chast»_I).html).
Челомей испытывал свою маневрирующую головную часть запусками на ракетах Р-5. Первый пуск оказался неудачным, боеголовка получила повреждения при входе в атмосферу, хотя и благополучно приземлилась на парашюте. (Там же) По результатам были внесены изменения в конструкцию, и уже во втором пуске головная часть приземлилась без повреждений. Она именно приземлялась, а не падала, чтобы свести к минимуму расходы.