Сергей Павлович продолжал и далее работать над ракетопланами В. М. Мясищева и С. А. Лавочкина, но в 1944 г. немецкие ракеты Фау-2, решительно изменили направление его основной деятельности. Толчком послужило послание премьер-министра Великобритании У. Черчилля председателю СНК СССР И. В. Сталину от 13 июля 1944 г. Британский премьер писал, что Германия, видимо, располагает новым ракетным оружием, представляющим реальную угрозу для Лондона. Он просил советское руководство допустить английских военных специалистов для обследования артиллерийского испытательного полигона в Дембице, под Варшавой. Сталин дал согласие на проведение такой инспекции. Одновременно он дал жесткие указания нашим разведывательным службам разобраться в «ракетном вопросе». Тотчас в Польшу вылетела группа наших специалистов. В нее входили будущие главные конструкторы ракетной техники — Н. А. Пилюгин, Б. Е. Черток, А. Я. Березняк, В. П. Мишин, А. М. Исаев, М. К. Тихонравов, Л. А. Воскресенский, Ю. А. Победоносцев. Заместителю начальника Генштаба генералу армии Антонову он поручил связаться с Берутом и попросить его о том, чтобы польские партизанские отряды оказали всяческое содействие советскому отряду особого назначения.
Были обнаружены и доставлены в Москву, в НИИ-1: камера сгорания, стенки топливных баков, некоторые детали корпуса ракеты Фау-2. Их складировали в актовом зале института и до особого распоряжения строго засекретили от… сотрудников. Последующее изучение осколков, проведенное под руководством заместителя директора института по науке В. Ф. Болховитинова, немало поразило наших специалистов. Так, исходя из размеров сопла, получалось, что тяга двигателя составляет не менее двадцати тонн! Боевой заряд тоже получался довольно значительным — до четырнадцати тонн. Компонентами топлива у немцев являлись этиловый спирт и жидкий кислород, тогда как наши исследователи продолжали использовать азотную кислоту и керосин.
Окончательный вывод звучал более чем убедительно — полученных данных совершенно недостаточно, чтобы понять, насколько немецкая ракетная техника концептуально ушла вперед по сравнению с отечественной в предвоенные годы. Поэтому не представлялось возможным определить реальное место ракетного оружия в оборонном потенциале страны.
Повторное прочесывание полигонной местности в Дембице вместе с англичанами, располагающими картой всех точек падения ракет и точных мест стартовых позиций, существенно пополнило запасы «осколков». Были найдены даже остатки приборов управления. Единственное, чего продолжало не хватать, так это аппаратуры радиоуправления. Англичан же именно она и интересовала, чтобы научиться создавать радиопомехи и в дальнейшем перенацеливать Фау-2 в никуда.
Именно в это время Королев, работающий в КБ В. П. Глушко над созданием ракетных ускорителей для боевых самолетов, узнает из печати о применении немцами «неотразимого оружия» против Великобритании. Конструктор потрясен. Он делает вывод, что немецкие специалисты превзошли советские начинания, которые так успешно велись в середине 30-х гг. в РНИИ и были прерваны в 1937–1938 гг. Лишь одна значительная разработка по пороховым установкам («катюшам») к началу Великой Отечественной была доведена творческим коллективом до конца. Сергей Павлович срочно подготовил и направил в наркомат обороны конкретные предложения о путях возрождения отечественного ракетного дела.
Весной 1945 г. поражение Германии становится очевидным, и союзники начали готовить секретные друг от друга миссии, чтобы первыми захватить военно-технические секреты Третьего рейха. Члены советской делегации специалистов, превратившись в одночасье в старших офицеров, получили задачу искать новейшую немецкую технику и секретные архивы. Они двигались вперед вместе с передовыми частями обеспечения и поддержки, чтобы сразу же взять под охрану интересующие их объекты.
В первых числах июня наши специалисты оказались в Пенемюнде, крупнейшем научно-исследовательском комплексе Германии, в котором разрабатывалась новейшая ракетная техника, готовился ее обслуживающий персонал. Центром руководили генерал-полковник Вальтер Дорнбергер и крупнейший ракетчик рейха Вернер фон Браун, который вместе с другими своими сотрудниками сдался союзникам и был вывезен в Соединенные Штаты Америки. Само место на острове Узедом еще в конце 1935 г. было выбрано фон Брауном. Здесь, в Силезии, находилось имение его отца, а дед на побережье у Пенемюнде стрелял диких уток.