Наконец, 2 сентября 1959 г. был произведен первый пуск из шахты экспериментальной ракеты 63Ш. На 58-й секунде ракета потеряла управление и вскоре упала в сотне километров от старта. Причиной аварии стало разрушение рулевой машины в результате мощного акустического воздействия при работе двигателя в замкнутом объеме шахты. При движении в шахте ракета утратила устойчивость и, задев о стартовый стакан, снесла один из стабилизаторов, который так и остался в шахте.
Резонно полагая, что конструкторы найдут адекватные технические решения для устранения причин аварии, результаты экспериментального пуска сочли в целом обнадеживающими. После доработки ракеты 21 декабря состоялся успешный пуск на дальность 1756 км.
Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 30 мая 1960 г. №560-220 «О стартах для изделий Р-16, Р-9А, Р-14 и Р-12» было задано создание, соответственно, шахтных пусковых установок «Шексна», «Десна», «Чусовая» и «Двина». ГСКБ поручалась разработка стартовой позиции для Р-12 «Двина» (для удобства запоминания: P-Двенадцать – «Двина») с обеспечением инженерной защищенности шахты от ударной волны 2 кг/см² и времени пуска заправленной ракеты 25-30 мин, а из «сухого» состояния-30-40 мин.
В отличие от американцев, советские конструкторы не устремились по тупиковому пути размещения ракеты в шахте с подъемом перед стартом на уровень поверхности земли, когда для изделия требовался сложный и дорогостоящий «грузовой лифт». Такая схема не обеспечивала защиту ракеты в последние минуты перед стартом, как раз тогда, когда угроза нанесения вражеского удара становилась максимальной.
Но и американцы пошли по этому сомнительному пути не без оснований. Помимо простоты привычной динамики наземного старта, такой выбор определялся опасным в процессе заправки насыщением шахты парами использовавшегося в баках «Атласов-F» и «Титана-1»жидкого кислорода. Как показала, в частности, гибель экипажа космического корабля «Аполлон» в ходе тренировок 1 марта 1967 г., в такой атмосфере горит все, даже обычно негорючие материалы. Справедливость этих опасений подтвердила и катастрофа 24 октября 1963 г. в шахте советской кислородной МБР Р-9А.
Опасаясь множества как предсказуемых, так и еще неизвестных проблем при реализации шахтного старта, конструкторы под руководством В.П. Бармина постарались максимально приблизить его схему к уже освоенному наземному старту. В итоге приняли схему свободного старта с установленного на дне шахты стола, подобного используемому в наземных комплексах. Конструкция стола обеспечивала разворот ракеты относительно продольной оси в процессе прицеливания. Для исключения обмывания ракеты струей раскаленных продуктов сгорания двигателя она направлялась газоотражательным устройством стартового стола в зазор между стенками железобетонного сооружения шахты и специальным металлическим стаканом, охватывающим ракету. В верхней части стакан расширялся по конусу, что обеспечивало отклонение газовых струй в стороны от выходящей из шахты ракеты.
