宇宙開発の理論は第一次世界大戦前のロシア帝国時代に、ツィオルコフスキーによって確立された。彼は19世紀後半から20世紀初頭にかけて先進的な論文を公表し、中には多段式ロケットの概念も含まれていた。反動推進研究グループ)による初期の実験によって確立された。GIRDではドイツの工学者フリードリッヒ・ザンデルや後のチーフデザイナー、セルゲイ・コロリョフが働いていた。1933年8月19日、GIRDはソビエト初となる液体燃料ロケットGird-09を打ち上げ、同年11月25日には初のハイブリッド燃料ロケットGIRD-Xを打ち上げる。ナチスの遺産、特にV2ロケット工場から取得した図面によるリバースエンジニアリングによってロケット工学研究は飛躍する(アメリカもペーパークリップ作戦によりV2ロケットと科学者をアメリカに移送している)。ドイツ人技術者達は当初、ドイツ国内で開発を進めていたが[10]、1946年10月にトヴェリ州のセリゲル湖のグロドミリャ島等、複数の開発拠点へソビエトのロケット計画を支援する目的で収容される。1947年初頭にソビエトはドイツからすべてのロケット技術の開発をソビエト国内への移送を完了して1947年の秋にソビエト/ドイツ合同チームはカスピ海の北部のカプースチン・ヤール近郊の草原地帯で11機のV2ロケットを打ち上げた[11]。ドミトリー・ウスチノフの指示の下、セルゲイ・コロリョフは図面を精査した。ドイツ人科学者、特にヘルムート・グレトルップの助けを借りて、V2ロケットの複製R-1を製作する。ソ連の核弾頭を搭載するには更なる強力なブースターが要求された。コロリョフは1930年代後半に自らが実験していた極低温燃料を使用するロケットエンジンの開発に専念した。最終的にこの仕事は大陸間弾道ミサイルR-7[12]の開発に帰結し、1957年8月の試験に成功する。この有効射程と5トンにも及ぶペイロード能力は核戦略上の実用性のみならず、宇宙ロケットとしても優れた土台となった。コロリョフはドイツ人に教えを請うたり、ドイツ人達が隔離されている島を訪問したことは無かったが、対照的にOKB-456のヴァレンティン・グルシュコは積極的にドイツ人達からノウハウを吸収した[13]。ドイツ人技術者達には新設計のエンジンの詳細は知らされず、RD-100の生産が軌道に乗ってからは彼らの支援はもはや必要なかった[13]。グルトレップ達のチームはコロリョフのチームの開発していたR-2と競合するより先進的なG-1の開発を進めていた[13]。G-1は大きさこそV2と同じだったものの、推進剤のタンクが荷重を負担するようにして構造体を軽量化する事により、推進剤の搭載量を増やし、大気圏再突入時に弾頭を分離式にして、誘導、制御を地上から電波で行うようにして機載の誘導装置を可能な限り簡略化する仕様だった。推進剤のタンクに荷重を負担させるという概念自体は既に1920年代初頭にヘルマン・オーベルトが彼の著作でタンクに荷重を分担させるべきであると記していて、1941年にペーネミュンデを訪問時にも提言していたが、当時は軽量化よりも早期の実用化が優先されており、採用されなかった[13]。エンジンの配置も大幅に変更され、推進剤を供給するポンプを駆動するタービンは燃焼室からのガスで直接駆動された。新しい無線制御装置により、精度が向上した。速度は単に計測されただけでなく、無線で軌道を修正された。エンジンの推力を制御することで速度を調整する事は画期的で1955年にこの装置(RKS)は開発されたが、1957年にR-7大陸間弾道ミサイルに搭載されるまで実用に供されなかった[13]。誘導装置も簡略化され、1自由度のジャイロスコープが備えられ、V2ではAskaniaという油圧式の操舵装置が搭載されていたが、G-1では空圧式に変更され、これにより付随装置も大幅に軽量化され、構造体の重量は3.17トンから1.87トンに大幅に軽量化され、弾頭重量は750kgから950kgへ増加して、尾翼は小型化され、機体は軽合金製になった[13]。それらは当時のソビエトの工業水準では先進的過ぎるとの理由により、開発は中止されたが、誘導装置等の要素技術は後のソビエト製のロケットに導入された[14]。ソ連の宇宙計画は五カ年計画と繋がっており、当初からソ連軍の援助に依存していた。1956年1月、スプートニク計画と4機の軍事偵察衛星(ゼニット)が承認された。同時に無人月探査と1964年までの有人飛行が予定された。世界初の人工衛星、スプートニク1号によるプロパガンダが成功したと判明すると、コロリョフは有人計画を迅速化するように命じられた。有人宇宙船の設計はゼニット計画と結合してボストークを生み出すに至った。1966年のコロリョフの死後、ボストーク1号の設計者であった[15]ケリム・ケリモフ[16]は有人飛行における委員会の議長に任命され1991年までの25年間委員会を率いた。ケリモフの最大の業績の一つは1986年のミールの打ち上げであった。