１９５６年春，周恩來(lái)總理親自領(lǐng)導(dǎo)數(shù)百名科學(xué)技術(shù)專家，制訂新中國(guó)第一個(gè)遠(yuǎn)大的規(guī)劃——《１９５６至１９６７年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃綱要》，確定了５７項(xiàng)國(guó)家重要科學(xué)技術(shù)任務(wù)。由錢(qián)學(xué)森主持，在王弼、沈元、任新民等的合作下完成了第３７項(xiàng)（《噴氣和火箭技術(shù)的建立》）的規(guī)劃。錢(qián)學(xué)森等在這項(xiàng)重要科學(xué)技術(shù)任務(wù)的說(shuō)明書(shū)中指出：“噴氣和火箭技術(shù)是現(xiàn)代國(guó)防事業(yè)的兩個(gè)主要方面：一方面是噴氣式的飛機(jī)，一方面是導(dǎo)彈。沒(méi)有這兩種技術(shù)，就沒(méi)有現(xiàn)代的航空，就沒(méi)有現(xiàn)代的國(guó)防。建立了噴氣和導(dǎo)彈的技術(shù)，民用航空方面的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題也就不難解決”；“本任務(wù)的預(yù)期結(jié)果是建立并發(fā)展噴氣和火箭技術(shù)，以便在１２年內(nèi)使我國(guó)噴氣和火箭技術(shù)走上獨(dú)立發(fā)展的道路并接近世界先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)水平，以滿足國(guó)防的需要”；解決本任務(wù)的途徑：“必須盡先建立包括研究、設(shè)計(jì)和試制的綜合性的導(dǎo)彈研究機(jī)構(gòu)，并逐步建立飛機(jī)方面的各個(gè)研究機(jī)構(gòu)”；解決本任務(wù)的大體進(jìn)度：“１９６３—１９６７年，在本國(guó)研究工作的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造國(guó)防上需要的、達(dá)到當(dāng)時(shí)先進(jìn)性能指標(biāo)的導(dǎo)彈”；組織措施是：“在國(guó)防部的航空委員會(huì)下成立導(dǎo)彈研究院，該院自１９５６年起開(kāi)始建設(shè)，１９６０年建成”。１９５６年５月１０日，聶榮臻元帥提出《關(guān)于建立我國(guó)導(dǎo)彈研究工作的初步意見(jiàn)》，并且建議：在航空工業(yè)委員會(huì)下設(shè)立導(dǎo)彈管理局，錢(qián)學(xué)森任總工程師；建立導(dǎo)彈研究院，錢(qián)學(xué)森任院長(zhǎng)。錢(qián)學(xué)森很快受命負(fù)責(zé)組建我國(guó)第一個(gè)火箭、導(dǎo)彈研究院——國(guó)防部第五研究院。１９５６年１０月８日，恰好是錢(qián)學(xué)森回歸祖國(guó)一周年的日子，聶榮臻元帥親自主持五院成立儀式。這一天也是對(duì)新中國(guó)１５６名大學(xué)畢業(yè)生進(jìn)行導(dǎo)彈專業(yè)教育訓(xùn)練班的開(kāi)課紀(jì)念日。錢(qián)學(xué)森主講《導(dǎo)彈概論》。在１９４２年加州理工學(xué)院噴氣技術(shù)訓(xùn)練班授課１４年之后，錢(qián)學(xué)森為能在自己的國(guó)家培養(yǎng)我國(guó)第一批火箭、導(dǎo)彈技術(shù)人才，感到無(wú)比激動(dòng)。這批受訓(xùn)的大學(xué)生，后來(lái)成為我國(guó)火箭、導(dǎo)彈與航天技術(shù)隊(duì)伍的骨干。１９５７年２月１８日，周恩來(lái)總理簽署國(guó)務(wù)院命令，任命錢(qián)學(xué)森為國(guó)防部第五研究院第一任院長(zhǎng)。從此，在周恩來(lái)總理、聶榮臻元帥直接領(lǐng)導(dǎo)下，錢(qián)學(xué)森開(kāi)始了作為新中國(guó)火箭、導(dǎo)彈和航天事業(yè)技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)人的長(zhǎng)期經(jīng)歷。１９５７年１１月１６日，周恩來(lái)總理任命錢(qián)學(xué)森兼任國(guó)防部第五研究院一分院院長(zhǎng)。１９５８年５月２９日，聶榮臻元帥同黃克誠(chéng)、錢(qián)學(xué)森一起部署了我國(guó)第一枚近程導(dǎo)彈的制造工作。１９６０年１１月５日，在聶榮臻元帥現(xiàn)場(chǎng)親自指導(dǎo)下，以張愛(ài)萍將軍為主任，孫繼先、錢(qián)學(xué)森、王諍為副主任的試驗(yàn)委員會(huì)，在我國(guó)酒泉發(fā)射場(chǎng)成功地組織了我國(guó)制造的第一枚近程導(dǎo)彈的飛行試驗(yàn)。正如聶榮臻元帥在慶祝宴會(huì)的祝酒詞中所說(shuō)，在祖國(guó)的地平線上，飛起了我國(guó)自己制造的第一枚導(dǎo)彈，這是我國(guó)軍事裝備史上一個(gè)重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。１９６４年６月２９日，我國(guó)第一個(gè)自行設(shè)計(jì)的中近程導(dǎo)彈進(jìn)行飛行試驗(yàn)獲得成功。１９６６年１０月２７日，遵照周恩來(lái)總理“嚴(yán)肅認(rèn)真、周到細(xì)致、穩(wěn)妥可靠、萬(wàn)無(wú)一失”的指示，錢(qián)學(xué)森協(xié)助聶榮臻元帥，在酒泉發(fā)射場(chǎng)直接領(lǐng)導(dǎo)了用中近程導(dǎo)彈運(yùn)載原子彈的“兩彈結(jié)合”飛行試驗(yàn)，導(dǎo)彈飛行正常，原子彈在預(yù)定的距離和高度實(shí)現(xiàn)核爆炸。這次史無(wú)前例的試驗(yàn)標(biāo)志著中國(guó)開(kāi)始有了用于自衛(wèi)的導(dǎo)彈核武器，也標(biāo)志著《１９５６至１９６７年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃綱要》規(guī)定的“１９６３—１９６７年在本國(guó)研究工作的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造國(guó)防上需要的、達(dá)到當(dāng)時(shí)先進(jìn)性能指標(biāo)的導(dǎo)彈”這一任務(wù)的提前完成。第二天，即１９６６年１０月２８日，《紐約時(shí)報(bào)》用這樣的文字報(bào)道了這一重大事件：“一位１５年中在美國(guó)接受教育、培養(yǎng)、鼓勵(lì)并成為科學(xué)名流的人，負(fù)責(zé)了這項(xiàng)試驗(yàn)，這是對(duì)冷戰(zhàn)歷史的嘲弄。１９５０—１９５５年的５年中，美國(guó)政府成為這位科學(xué)家的迫害者，將他視為異己的共產(chǎn)黨分子予以拘捕，并試圖改變他的思想，違背他的意愿滯留他，最后才放逐他出境回到自己的祖國(guó)�！�

早在１９５３年，錢(qián)學(xué)森就研究了星際航行理論的可行性。１９５８年，中國(guó)科學(xué)院成立以錢(qián)學(xué)森為組長(zhǎng)、趙九章和衛(wèi)一清為副組長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)籌建人造衛(wèi)星、運(yùn)載火箭以及衛(wèi)星探測(cè)儀器和空間物理的設(shè)計(jì)、研究機(jī)構(gòu)。１９６１年６月，在錢(qián)學(xué)森、趙九章等的倡導(dǎo)下，中國(guó)科學(xué)院開(kāi)始舉辦了持續(xù)１２次的星際航行座談會(huì)，錢(qián)學(xué)森在第一次座談會(huì)上發(fā)表了題為《今天蘇聯(lián)及美國(guó)星際航行火箭動(dòng)力及其展望》的講演。１９６３年，中國(guó)科學(xué)院成立了由竺可楨、裴麗生、錢(qián)學(xué)森、趙九章領(lǐng)導(dǎo)的星際航行委員會(huì)，負(fù)責(zé)組織制訂星際航行發(fā)展規(guī)劃，安排預(yù)先研究課題。１９６５年１月８日，錢(qián)學(xué)森正式向國(guó)家提出報(bào)告，建議早日制訂我國(guó)人造衛(wèi)星的研究計(jì)劃并列入國(guó)家任務(wù)。錢(qián)學(xué)森指出：“自從蘇聯(lián)在１９５７年１０月４日發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星以來(lái)，中國(guó)科學(xué)院及原第五研究院對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)就有些考慮，但未作為研制任務(wù)。現(xiàn)在看來(lái)，人造衛(wèi)星有以下幾種已經(jīng)明確的用途：測(cè)地衛(wèi)星、通訊及廣播衛(wèi)星、預(yù)警衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、偵察衛(wèi)星。重量更大的載人衛(wèi)星在國(guó)際上的應(yīng)用，現(xiàn)在雖然還不十分明確，也得有所準(zhǔn)備�，F(xiàn)在我國(guó)彈道式導(dǎo)彈已有一定的基礎(chǔ)，現(xiàn)有型號(hào)進(jìn)一步發(fā)展，即能發(fā)射１００公斤左右重量的儀器衛(wèi)星。這些工作是復(fù)雜艱巨的，必須及早開(kāi)展有關(guān)的研究、研制工作，才能到時(shí)拿出東西。因此建議國(guó)家早日制訂我國(guó)人造衛(wèi)星的研究計(jì)劃，列入國(guó)家任務(wù)，促進(jìn)這項(xiàng)重大的國(guó)防科學(xué)技術(shù)的發(fā)展�！甭櫂s臻元帥很重視錢(qián)學(xué)森的建議，指出：“只要力量上有可能，就要積極去搞。”１９６５年４月２９日，國(guó)防科委向中央專門(mén)委員會(huì)報(bào)告了邀請(qǐng)張勁夫、錢(qián)學(xué)森、孫俊人及國(guó)家科委、國(guó)防工辦專業(yè)局的負(fù)責(zé)同志和專家進(jìn)行研究的結(jié)果，提出了在１９７０年或１９７１年發(fā)射我國(guó)重量為１００公斤左右的第一顆人造地球衛(wèi)星的設(shè)想。中央專門(mén)委員會(huì)于１９６５年５月４日、５日召開(kāi)的第１２次會(huì)議和８月９日、１０日召開(kāi)的第１３次會(huì)議，原則批準(zhǔn)了我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星的規(guī)劃方案，以及爭(zhēng)取在１９７０年左右發(fā)射我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星的設(shè)想。錢(qián)學(xué)森為解決人造衛(wèi)星研制中的許多關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題貢獻(xiàn)了智慧。譬如，在１９６６年６月下旬，第一顆人造衛(wèi)星的運(yùn)載火箭“長(zhǎng)征一號(hào)”，為解決滑行段噴管控制問(wèn)題而進(jìn)行的滑行段晃動(dòng)半實(shí)物仿真試驗(yàn)，出現(xiàn)了晃動(dòng)幅值達(dá)幾十米的異常現(xiàn)象。錢(qián)學(xué)森親臨現(xiàn)場(chǎng)，在討論中認(rèn)定：此現(xiàn)象在近于失重狀態(tài)下產(chǎn)生，原晃動(dòng)模型已不成立，此時(shí)流體已呈粉末狀態(tài)，晃動(dòng)力很小，不影響飛行。后來(lái)多次飛行試驗(yàn)證明，這個(gè)結(jié)論是正確的。在“文化大革命”的日子里，錢(qián)學(xué)森協(xié)助周恩來(lái)總理，為領(lǐng)導(dǎo)人造衛(wèi)星研制計(jì)劃的正常進(jìn)行，發(fā)揮了特殊的作用，譬如，由于“文化大革命”，“長(zhǎng)征一號(hào)”運(yùn)載火箭試車(chē)無(wú)法進(jìn)行，１９６９年７月１７日、１８日、１９日和２５日，周恩來(lái)總理連續(xù)４次召開(kāi)會(huì)議，解決二級(jí)和三級(jí)地面試車(chē)問(wèn)題，委派錢(qián)學(xué)森協(xié)同七機(jī)部軍管會(huì)副主任楊國(guó)宇全權(quán)處理有關(guān)試車(chē)事宜，從而得以在８月２２日取得試車(chē)成功。１９７０年，在周恩來(lái)總理的直接關(guān)懷下，錢(qián)學(xué)森、李福澤、楊國(guó)宇、任新民、戚發(fā)韌等在酒泉衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)組織實(shí)施了第一顆人造衛(wèi)星的發(fā)射工作。１９７０年４月２４日，重量為１７３公斤的我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射成功。錢(qián)學(xué)森和發(fā)射基地的領(lǐng)導(dǎo)人及試驗(yàn)隊(duì)的代表在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)表了熱情洋溢的講話�！拔逡弧眹�(guó)際勞動(dòng)節(jié)晚上，毛澤東主席、周恩來(lái)總理在天安門(mén)城樓上接見(jiàn)了錢(qián)學(xué)森、任新民等參加第一顆衛(wèi)星工程研制的代表。這顆衛(wèi)星向全世界播送的《東方紅》樂(lè)曲，宣告了新中國(guó)迎來(lái)了航天時(shí)代的黎明。