Королёв быстро продвигался к испытаниям измененной Р-7 как средства запуска советского спутника. Он беспокоился о том, чтобы не вывести спутник на орбиту до начала МГГ. Первые три запуска Р-7 в мае-июле были неудачными, породив опасения, что Соединенные Штаты могут оказаться первыми. Когда 21 августа четвертый пуск Р-7 прошел успешно, Королёв ликовал. Ракета пролетела расстояние в 6400 км до полуострова Камчатка. 7 сентября Королёв повторил испытательный полет Р-7. Никита Хрущев, который наблюдал сентябрьский пуск Р-7, дал свое разрешение на запуск спутника. Он ясно понимал пропагандистский потенциал этого события для Советского Союза накануне празднования МГГ.
Все еще опасаясь назревающего запуска американского спутника, Королёв действовал решительно. Мощный ускоритель Р-7 был отправлен на стартовую площадку на Байконуре утром 3 октября 1957 года в сопровождении Королёва и членов его команды. Техники работали весь следующий день и ночь, готовя ракету к судьбоносному запуску. Космическая эпоха была близка к рождению.
В послевоенные годы атомная энергия казалась логическим будущим космического ракетостроения. Потрясающая мощь ядерной энергии была продемонстрирована атомными бомбами, и атомные реакторы обещали направить эту энергию в русло мирного использования. В середине века, в течение которого произошли технологические скачки от лошади до реактивного самолета, казалось разумным предположить, что атом вскоре будет служить человечеству так же послушно, как служат радиоволны и двигатель внутреннего сгорания. Военные конструкторы разработали концепции атомных танков и фактически сильно продвинулись в создании самолета на атомной тяге. Детройт создал исследовательскую модель «нуклеина», личного атомного автомобиля. В такой обстановке ракета с атомным двигателем не казалась выходящей за рамки невозможного.
Ведущий «космический» писатель Вилли Ли писал в 1950 году об этих атомных ракетах в своей книге «Завоевание космоса». Величайший американский космический художник Чесли Бонестелл объединил ожидаемую в ближайшем будущем ракету на ядерном горючем с традиционным изображением ФАУ-2 Вернера фон Брауна, чтобы создать реалистичные картины для книг и популярных журналов того времени. Он изображал трансконтинентальные коммерческие атомные самолеты и посадку на Луну громадной одноступенчатой атомной космической ракеты, столь мощной, что она могла проделать путь до Луны и обратно.
Художественная концепция космического корабля на ядерном топливе на орбите над Марсом
Так же как ядерные реакторы оказались более сложными для управления, чем это предполагалось вначале, дальнейшая разработка ракеты оказалась столь дорогой, что так называемый медленный поэтапный прогресс стал обычной практикой, особенно под давлением бюджета и времени. Улучшение имеющихся конструкций — мало-помалу, где только возможно — выглядело более надежным, чем решение перейти к чему-то совершенно новому. Прецедент с ФАУ-2 одинаково вывел советских и американских инженеров на путь усовершенствования и увеличения ее жидкотопливной концепции, а не ее полной замены на реактор. С обеих сторон вся космическая гонка совершалась на обычных жидкотопливных ракетах, от Р-7, которая вывела на орбиту «Спутник-1», до могучего «Аполлона» из проекта «Сатурн-5».
Вернер фон Браун также видел реальное будущее для атомных двигателей. Однако НАСА вложило свои идеи усовершенствования в программу NERVA: Nuclear Engines for Rocket Vehicle Application (Атомные технологии для применения в ракетах). Теоретически ракета с атомным двигателем будет более эффективной, чем обычная ракета, она идеально подойдет для «доставки на большие расстояния», например для межпланетных полетов на Марс. Реактор будет очень сильно нагревать жидкое топливо, а не сжигать его, и оно воспламенится только в космосе, не создавая радиационного загрязнения атмосферы Земли. Атомный двигатель можно будет дозаправить в космосе и использовать долгие годы. Такая установка весьма существенно сократит стоимость операций, связанных с космическими полетами. Фон Браун поручил специалистам составить документ, показывающий исключительно важную роль атомной ракеты в космической программе после полета «Аполлона». Его «космический коврик» NERVA, запущенный однажды, будет доставлять груз с Луны на высокую земную орбиту и обратно и помогать перевозить астронавтов на Марс. Были построены двигатели NERVA, испытания в далекой пустыне Невада подтвердили верность такой концепции. И мы, в конце концов, могли бы увидеть атомные ракеты, но программа NERVA и другие проекты фон Брауна были закрыты при президенте Ричарде Никсоне, который положил конец направлению «Аполлон», отдав предпочтение космической программе «Шаттл».