Космическая программа, развитая Королевым, охватывала все существовавшие в то время направления: аппараты для исследования дальнего космоса, пилотируемые космические корабли и искусственные спутники Земли для решения научных и народнохозяйственных задач. С именем Королева связан запуск первого ИСЗ, полет первого человека в космос, достижение второй космической скорости, разработка технических средств для мягкой посадки на другие планеты. Все эти успехи значительны уже потому, что создание космических аппаратов и кораблей не укладывается в обычные представления об инженерных задачах, когда можно воспользоваться предыдущим опытом, заглянуть в справочник и найти там выработанные практикой нормативы. Необходимо было обепечивать компоновку приборов в условиях предельно малых объемов, в которых сосредоточены многие системы и аппаратура с противоречивыми требованиями к условиям эксплуатации, с различной чувствительностью к воздействию различных факторов. Нужно было обеспечить работоспособность каждого элемента в условиях, которые только приблизительно, с помощью очень сложных технических средств, поддавались моделированию на Земле. Необходимо было также разработать и сами эти технические средства для имитации космических условий эксплуатации, назначить нормы для проверки каждой системы и агрегата и обеспечить такой порядок контроля, который гарантировал бы безотказность действия — с учетом ограниченных знаний об условиях работы.
Широта взглядов Королева на будущее космонавтики, воспитанная с первых шагов его инженерной деятельности, способствовала тому, что каждую новую разработку он рассматривал не локально, а с позиций далекой перспективы, как будто перед ним была заранее поставлена конечная цель — запуск искусственного спутника Земли и полет человека в космос.
Если вначале такие задачи и не были сформулированы в виде официальных документов, то, без всякого сомнения, они всегда оставались в сознании главного конструктора, который начинал свой путь в космонавтику с изучения книг К. Э. Циолковского.
Принцип проектирования, основанный на «привязке» каждой текущей разработки к перспективной цели, требовал непрерывных поисков смелых инженерных решений. Именно этой особенностью — постоянно нацеливать всех и каждого на поиски прогрессивных технических идей — объясняется творческая напряженность, которую создавал вокруг себя Сергей Павлович Королев.
Как на практике наилучшим образом использовать этот принцип? В ракете основным фактором, определившим выбор принципов проектирования, явились системные свойства самой конструкции: зависимость летно-тактических характеристик от множества факторов, то есть характеристик различных систем, агрегатов и их отдельных элементов. Здесь каждое, даже на первый взгляд второстепенное, решение, выбранное неудачно, могло стать причиной необратимого отступления от заданной программы, которое равносильно аварийному исходу полета. Именно аварийному — в этом отличие полета автоматически управляемой ракеты от пилотируемых летательных аппаратов.
Перед тем, кто выбирает конструктивные характеристики, предстает множество их различных сочетаний. Каждый из вариантов позволяет выполнить поставленную задачу, но все они неравнозначны по стоимости, удобству эксплуатации, срокам выполнения вплоть до особенностей отдельных технологических процессов изготовления узлов и деталей. Умение проектировать в конечном счете заключается в том, чтобы учесть все эти критерии и из множества возможных вариантов выбрать один-единственный, в котором сочетание составных частей наиболее полно отвечает поставленной задаче.
Залогом успешной разработки сложнейших комплексов служит достоверность решений, принятых на этапе проектирования. Прозорливость, интуиция главного конструктора избавляют от необходимости последующей корректировки заданий. Только при таком условии может идти параллельная разработка всех составных частей ракеты или корабля.
Проектный отдел всегда был в его прямом подчинении, в то время как другими службами КБ он руководил через своих заместителей. Королев старался углублять связи с проектантами, лично подбирая инженерный и руководящий состав отдела.
Конкретным средством обеспечения достоверности проектных решений служили теоретические исследования, причем способ их внедрения в процесс проектирования был гибким и нестандартным. К проектным работам привлекались институты Академии наук СССР и союзных республик, отраслевые институты и крупные ученые. Но главный способ использовать последние научные достижения — развивать исследования также и силами КБ. Ведь без перевода на инженерный язык, без тщательного отбора научных результатов применительно к особенностям разрабатываемой конструкции научные исследования, выполняемые вне ОКБ, непосредственно использовать невозможно.