Владимир Николаевич Челомей, хорошо знакомый ещё с немецкими работами по ракетопланам, пристально следил за американскими работами в этом направлении. К началу 1960 года техпредложения ОКБ-52 на уровне эскизных проектов включали несколько разработок по ракетам-носителям с диапазоном собственных весов от 150 до 1950 тонн при полезной нагрузке от четырёх до 85 тонн.
Космические аппараты, предлагаемые ОКБ-52, включали в себя космоплан, ракетоплан, управляемый спутник, управляемую боеголовку. «Это были любимые темы Владимира Николаевича, к которым он не раз возвращался», — вспоминает Почётный Генеральный конструктор НПО машиностроения Г.А. Ефремов.
Постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР № 715–296 от 23 июня 1960 года «О производстве ракет-носителей, спутников, космических кораблей для Военно-космических сил в 1960–1967 гг.» фирме В.Н. Челомея была поручена подготовка эскизного проекта пилотируемого орбитального (или суборбитального) ракетоплана для маневренного полёта, аэродинамического торможения в атмосфере и торможения посредством парашютов при приземлении на аэродром. Полная масса должна была составлять от 10 до 12 тонн, дальность планирования во время возвращения от 2500 до 3000 километров. Беспилотный вариант ракетоплана (1961 год) должен был предшествовать пилотируемому, создание которого предполагалось в 1966 году. Готовый вариант перехватчика спутников должен был быть проверен в 1962–1964 годах.
Проектируемый крылатый космический корабль предназначался для перехвата, осмотра и разрушения американских спутников на высотах до 290 километров. Экипаж составляли два человека, продолжительность полёта — 24 часа.
По тому же постановлению в ОКБ-52 велась работа по так называемым гиперзвуковым космическим аппаратам. В конце 1960 года при участии ЦАГИ, ЛИИ, ВИАМ, НИИ-1 началось проектирование экспериментального аппарата МП-1. Были проведены работы по созданию теплозащитных покрытий, испытанию графитового носка приборного контейнера на воздействие высокотемпературной газовой струи, испытаний тормозного устройства аппарата. Аэродинамическая компоновка изделия была выполнена по схеме «контейнер — задний тормозной зонт». Контейнер представлял собой конус, заканчивающийся задней цилиндрической частью. На конусной части устанавливались графитовые рули для стабилизации относительно продольной оси. Таким образом, МП-1 был первым гиперзвуковым аппаратом, на котором стабилизация осуществлялась посредством аэродинамических рулей.
Экспериментальный аппарат МП-1 длиной 1,8 метра и весом 1750 килограммов был запущен 27 декабря 1961 года с космодрома Капустин Яр посредством ракеты-носителя Р-12. На высоте около 200 километров он отделился от носителя и достиг высоты 405 километров. Торможение в атмосфере осуществлялось со скорости 3,8 километра в секунду посредством восьми аэродинамических щитков. Торможение при приземлении аппарат совершил с помощью парашюта.
Следующий экспериментальный аппарат под обозначением М-12 — такой же конус, как и МП-1, но с четырьмя стабилизаторами, совершил первый испытательный полёт 21 марта 1963 года, запущенный посредством ракеты-носителя Р-12. Аппарат достиг высоты 450 километров и дальности 1900 километров от места старта. При входе в атмосферу аппарат разрушился, по-видимому ввиду отслоения защитного покрытия. В следующем году был подготовлен к запуску одноместный аппарат. Но в конце 1964 года по решению правительства все работы по аппарату-перехватчику в ОКБ-52 были прекращены.
К 1963 году с появлением проекта мощной ракеты-носителя УР-500 в ОКБ-52 была разработана концепция модульного космического корабля для решения широкого спектра задач как оборонного, так научного и народно-хозяйственного направления. Для решения разведывательных задач ракетоплан оснащался орбитальными двигателями, системами наведения и сближения, оружием «космос — космос». Позднее ракетоплан намечалось подключить к решению прикладных, научных и народно-хозяйственных задач.
В августе 1964 года Челомей представил ВВС проект 6,3-тонного беспилотного ракетоплана Р-1, оснащённого М-образным складным (средняя часть вверх, концы вниз) крылом переменной стреловидности, и его пилотируемого варианта Р-2 массой 7,7 тонны. Ракетоплан выводился на низкую околоземную орбиту ракетой-носителем «Союз» или УР-500. Перегрузка на спуске должна была составить всего 3,5–4
