Разумеется, скачок от тогдашних масс и расстояний, с которыми имели дело гирдовцы, к теперешним, воистину космическим, подготовила не только ракетная энергетика, хотя, безусловно, проблема топлив и двигателей имеет первостепенную важность в завоевании космического пространства. Немалую роль сыграли успехи ракетодинамики — без них просто немыслимо точное выведение спутников на заданную орбиту.
Силы, действующие на ракету в полете, отнюдь не остаются постоянными. Меняется тяга, сопротивление атмосферных слоев неодинаково на разных высотах. По мере выгорания топлива ракета «худеет»: ее масса уменьшается. Понятно, почему расчет становится куда более сложным, чем решение классических задач по внешней баллистике — для артиллерийских снарядов.
В 1897 году профессор И. В. Мещерский получил основное уравнение, описывающее движение материальной точки с изменяющейся массой; оно обобщало, делало частным случаем второй закон Ньютона, справедливый для материальной точки с постоянной массой. Примерно в те же годы К. Э. Циолковский вывел знаменитую формулу для движения ракеты в безвоздушном пространстве. Однако особенно широко математическое исследование реактивного движения развернулось после революции.
Успешно разрабатывали динамику баллистических ракет и реактивных самолетов Ф. А. Цандер и профессор В. П. Ветчинкин. В сборниках «Реактивное движение» и «Ракетная техника» гирдовцы не раз выступали с обзорами и оригинальными идеями.
Так, Л. С. Душкин опубликовал интересную статью «Основные положения теории реактивного движения», а В. С. Зуев — «О вертикальном полете ракеты». В 1934 году была выпущена книга С. П. Королева «Ракетный полет в стратосфере».
В 1929 году в Новосибирске вышла из печати книга Юрия Васильевича Кондратюка «Завоевание межпланетных пространств». Автор детально рассматривал задачу о выборе оптимальной траектории полета.
«Нужно взлететь верст на 50, — прикидывал он, — чтобы вредного влияния атмосферы избегнуть почти совершенно. Но атмосфера может оказаться и очень полезной при возвращении обратно как поглотитель развившейся скорости». Кондратюк проанализировал уравнение Циолковского и уточнил его применительно к многоступенчатым ракетам.
Ряд ракетодинамических задач разрешен А. А. Штернфельдом в его книге «Введение в космонавтику», изданной в 1937 году. Интересные работы по механике тел переменной массы выполнил профессор А. А. Космодемьянский.
Совершенствовались методы расчета траекторий.
