Но первый шаг был сделан. А кроме того, испытатели начали приобретать знания и бесценный опыт работы с новой техникой, что позволило в кратчайшие сроки учесть и устранить большинство недостатков. Уже на следующей ракете были введены испытания всех стыков в ракете на герметичность, усилена теплозащита всех бортовых кабелей, доработаны детали крепления нижних силовых связей.
Тем не менее несколько последующих пусков ракеты Р-7 были неудачными. Если первая ракета разрушилась на 97-й секунде и ей не хватило 12 секунд до нормального отделения боковых блоков, то пуск ракеты, намеченный на 10 июня после трех неудачных попыток, вообще не состоялся. Был произведен слив топлива, и ракета отправлена на завод. Там обнаружили, что клапан азотной продувки (которая проводится перед запуском) установлен в обратном направлении. Газообразный азот попал в кислородные полости камер сгорания основного и рулевых двигателей. В смеси кислорода с азотом керосин плохо горел. По этой причине двигатель не вышел на режим и, не дождавшись нужного давления в камерах, автоматика выключила все двигатели.
Пуск третьей ракеты был произведен 12 июля. Ракета набрала тягу, правильно вышла из стартового устройства, и до 33-й секунды полет проходил нормально. На 33-й секунде полета вследствие подачи системой ложной команды началось резкое вращение ракеты вокруг продольной оси, вызвавшее на 43-й секунде ее разрушение в воздухе, на высоте примерно 4,5 километра. Блоки ракеты упали в пределах полигона, примерно в пяти — семи километрах от старта, образовав над степью семь дымных грибов, похожих на ядерные взрывы. Рассказывают, что Сергей Павлович Королев тяжело переживал эту неудачу. Вечером он сидел за столом. Положив голову на руки, произнес: «Преступники мы! Целый поселок выбросили на ветер». Он имел в виду, что стоимость ракеты была равна стоимости поселка, строящегося для испытателей полигона. (Стоимость первой ракеты Р-7 была 100 миллионов рублей, второй — 40. После того как производство ракет было поставлено на поток, их стоимость снизилась на порядок.)
При анализе этих пусков было отмечено, что комплекс агрегатов наземного оборудования, стартовое устройство, новый полигонный измерительный комплекс работали нормально, что внушало уверенность в скором успехе. 18 июля на полигон была доставлена очередная ракета Р-7, пуск которой предполагалось произвести в середине августа.
21 августа состоялся первый успешный запуск ракеты. Ракета успешно отработала активный участок траектории. Головная часть, отделившись, достигла заданного района на Камчатке, вошла в атмосферу, окруженная раскаленной плазмой, прошла значительный участок в атмосфере и на высоте около 10 километров окончательно разрушилась от термодинамических перегрузок. Необходимо было найти обломки для материального доказательства достижения района цели. Командование полигона организовало поиск остатков головной части и ракеты силами личного состава базы падения и специальных поисковых групп.
На космодроме, на первой пусковой установке стоит скромный четырехметровый обелиск, созданный офицерами космодрома в 1965 году в районе старта под руководством офицеров-испытателей Евгения Кириллова и Валерия Ефтеева, на котором выбиты слова: «Здесь гением советского человека начался дерзновенный штурм космоса. 1957 год».
Алексею Ивановичу в напряженной обстановке испытаний, порой рискуя своей карьерой, приходилось защищать своих подчиненных от различных нападок. А для этого иногда требовалось больше храбрости, чем на фронте. Вот как описывает ситуацию известный журналист Я. К. Голованов в своей книге «Королев»:
«Когда с места падения ракеты пришла шифровка, удостоверяющая, что ракету, а точнее, некий метеор в небе действительно наблюдали, но никаких осколков на земле не нашли, Королев пришел в неописуемую ярость.
— Что значит “не нашли”?! Это что: иголка в стоге сена?! Я требую снять Павленко, как не справившегося! — кричал он на заседании Госкомиссии, и глаза его горели от гнева.