По требованию военных, Глушко доработал двигатель от «семёрки» таким образом, чтобы превышение тяги над массой составляло 1,757, для более быстрого прохождения активного участка траектории и снижения вероятности обнаружения ракеты вражеской системой СПРН.
Много было проблем с переохлаждённым кислородом. На окончательное решение «кислородных» задач ушло 2 года, с лета 1957 по лето 1959-го. В ходе отработки технологий для создания системы вакуумирования на объектах хранения кислорода был спроектирован и создан специальный форвакуумный насос. Он использовался в сочетании с двумя адсорбционными насосами, выполненными с применением нового материала цеолита, предварительно охлаждаемого жидким кислородом или азотом. Такая конструкция позволила довести вакуум с уровня 5е-2 мм рт.ст. до 1е-3...1е-4. Это также потребовало освоения новой технологии сварки для получения полной герметичности многометровых сварных швов емкостей хранения, создания методики и аппаратуры контроля их качества. Все описанные выше мероприятия сводили к минимуму испарения сжиженных газов. (Источник http://www.buran.ru/htm/gud%2012.htm)
Для полного решения проблемы была создана специальная газовая холодильная машина на кислородном уровне температур, которая, будучи установлена на емкости с жидким кислородом, конденсировала испарившийся из емкости газообразный кислород и возвращала его обратно в емкость уже в жидком состоянии. Так впервые в отечественной практике была решена проблема хранения жидкого кислорода практически без потерь.
Более того, цеолит очень пригодился в дальнейшем, так как после модификации
использовался в качестве катализатора в реакторе для получения биотоплива. (http://media.gorod.dn.ua/smi/view_article.cgi?sid=12&nid=2861&aid=32584)
Р-9 также предполагалось использовать в качестве опытовой ракеты для отработки тяжёлой ракеты-носителя «Днепр» (АИ, в реальной истории для отработки технологий для Н-1)
Параллельно разрабатывалась третья ступень, и несколько вариантов боевых частей, в том числе одна в виде орбитальной бомбардировочной системы, для глобального варианта ракеты. Королёв в своей заочной конкуренции с Янгелем задумал «поставить планку так высоко, чтобы Михаил Кузьмич не допрыгнул».
Хотя это и не добавило энтузиазма Королёву, одним из вариантов боевого оснащения Р-9 было решено сделать маневрирующую ГЧ разработки Владимира Николаевича Челомея.
(АИ частично, такую ГЧ Челомей действительно разрабатывал, см. гл. 02-43 и www.e-reading.link/chapter.php/85671/51/Pervushin_-_Bitva_za_zvezdy-2._Kosmicheskoe_protivostoyanie_(chast»_I).html).
Челомей испытывал свою маневрирующую головную часть запусками на ракетах Р-5. Первый пуск оказался неудачным, боеголовка получила повреждения при входе в атмосферу, хотя и благополучно приземлилась на парашюте. (Там же) По результатам были внесены изменения в конструкцию, и уже во втором пуске головная часть приземлилась без повреждений. Она именно приземлялась, а не падала, чтобы свести к минимуму расходы.
В третьем пуске произошла неожиданная авария, и опытный образец головной части был потерян. Как оказалось, при осмотре после второго пуска не заметили трещину, образовавшуюся в теплозащитном покрытии, и при входе в атмосферу ТЗП прогорело. (АИ)
Были сделаны ещё два опытных образца, усилен послеполётный контроль. Результат не замедлил сказаться. Четвёртый и пятый пуски были полностью удачными. Р-5 стартовала из КапЯра, головная часть после входа в атмосферу, активно маневрируя, выходила в заданный район Семипалатинского полигона, после чего с высоты около 5 км опускалась на парашюте.
В 6-м пуске имитировали боевой запуск, нужно было оценить точность попадания в цель. Испытание было приближено к боевым условиям. Головная часть наводилась на цель, по радиосигналу. Для этого посреди боевого поля полигона поставили радиоретранслятор. Приёмник в боеголовке наводил её по равенству уровней сигнала, принимаемого 8-ю антеннами, выдвигаемыми из днища в стороны от конуса, между аэродинамическими решётчатыми рулями. (АИ) Разумеется, была и резервная инерциальная система наведения.
Точность оказалась удовлетворительной воронка от попадания боеголовки была обнаружена в 400 метрах от ретранслятора для 1959 года более чем неплохо. Челомей пошёл на усложнение эксперимента. В систему управления запрограммировали смещение по азимуту в сторону от радиомаяка в боевых условиях это позволяло бы, прицеливаясь по передатчику популярной радиостанции, попасть, скажем, в лужайку перед Белым Домом.
Янгель, понимая, что Королёв его обходит, старался изо всех сил, но на нём, помимо Р-14 и Р-16, висела ещё двухступенчатая версия Р-12, получившая наименование 63С1, она же лёгкая ракета-носитель «Космос». Она разрабатывалась с момента испытаний Р-12 летом 1957 г, (АИ, см. гл. 02-43). Вторую ступень для неё с начала 1957 года разрабатывал Мишин, получивший Омский механический завод (АИ). Одновременно в ОКБ-586 разрабатывался эскизно-технический проект ракеты.
Янгелю очень повезло успехи атомщиков, вовсю использовавших несостоявшийся мораторий на ядерные испытания для отработки новых типов зарядов, позволили сделать вместо моноблочной БЧ массой 1300 кг более лёгкую «голову» с тремя боевыми блоками по 250 килограммов каждый, аналогичными тем, что использовались в «баллистическом самосвале», сделанном для Р-7. Мощность термоядерного микрозаряда составляла 40-50 килотонн. За счёт полегчавшей головной части дальность удалось увеличить примерно на 1000-1500 км, что давало возможность из района Плесецка достать до Южной Каролины, а из района бухты Провидения можно было простреливать всю территорию США вплоть до южной Флориды.