Pēc Otrā pasaules kara PSRS ieguva vācu ballistiskās raķetes V-2 un raķešu konstruktorus. Padomju Savienībā tieši kosmiskās telpas pētījumi sākās pēc 1948. gada, kad no vietējiem materiāliem tika izgatavotas no raķetes R-1 (V-2 kopija), vēlāk arī R-2 un R-5. Šīs raķetes zinātniskos instrumentus varēja pacelt 100-500 km augstumā virs Zemes virsmas, tomēr labākajā gadījumā eksperiments ilga 10 minūtes. Raķešu galvenais konstruktors šajā laikā bija Sergejs Koroļovs. Lai gan Koroļova galvenais uzdevums bija radīt raķetes militāriem mērķiem, viņš neatmeta cerību kādreiz palaist Zemes mākslīgo pavadoni (par to viņš bija iepazinies jaunībā, lasot Konstantīna Ciolkovska darbus), kas orbītā atrastos mēnešiem un pat gadiem ilgi.
Līdz ar pirmās SKBR R-7 konstruēšanu S. Koroļovam radās iespēja izmantot to pavadoņa palaišanai. Lai to izdarītu, bija nepieciešama valsts augstāko amatpersonu piekrišana. 1954. gada 16. martā PSRS Zinātņu akadēmijas lietišķās matemātikas nodaļā notika pirmā sanāksme par uzdevumiem, kas būtu veicami ar ZMP palīdzību. Šis jaunais novirziens Zinātņu akadēmijā tika atbalstīts. 27. maijā Sergejs Koroļovs aizsardzības rūpniecības ministram Dmitrijam Ustinovam iesniedza OKB-1 darbinieka Mihaila Tihonravova sagatavoto ziņojumu par Zemes mākslīgā pavadoņa izveides nepieciešamību.[2]
ASV tajā laikā jau tika veikti priekšdarbi ZMP izveidei un palaišanai (Vanguard projekts). 1955. gada 29. jūlijā ASV prezidents Dvaits Eizenhauers paziņoja, ka Savienotās Valstis plāno palaist pavadoni Starptautiskā ģeofiziskā gada (1957.–1958) laikā. Jau tad starp abām valstīm valdīja saspīlējums, un 3. augustā 6. Starptautiskajā astronautikas federācijas kongresā Kopenhāgenā padomju akadēmiķis L. Sedovs paziņoja par to, ka arī PSRS gatavojas palaist pavadoni ģeofiziskā gada ietvaros.[3]
8. augustā PSKP Centrālā komiteja atbalstīja ideju palaist Zemes mākslīgo pavadoni.[4] 30. augustā SKBR R-7 raķetes izmēģinājumu valsts komisijas priekšsēdētājs Vasilijs Rjabikovs sasauca sapulci, kurā S. Koroļovs prezentēja aprēķinus, kādam būtu jābūt kosmiskajam aparātam lidojumam uz Mēnesi.[5] Tam vajadzētu modificēt R-7 raķeti trīs pakāpju variantā, ko varētu izmantot arī pavadoņu palaišanai.
3. septembrī Koroļovs nosūtīja galvenajiem konstruktoriem un valdībai zinātniskā pavadoņa parametrus un tā izveides plānu. 1956. gada 30. janvārī PSKP CK un PSRS Ministru padome pieņēma lēmumu, pēc kura bija jāizgatavo neorientējams ZMP ar masu 1000–1400 kg, kurā atrastos 200–300 kg zinātniskā aparatūra. Pavadoņa palaišanai jāpielāgo R-7, un pirmajam izmēģinājuma startam jānotiek 1957. gadā (Starptautiskā ģeofiziskā gada laikā). Pavadoņa slepenais nosaukums bija “objekts D” (обьект Д).
Sarežģītā projekta realizācijas gaitā radās problēmas ar zinātniskās aparatūras izstrādi, ka arī raķetes dzinēju jauda bija par mazu. 1956. gada beigās kļuva skaidrs, ka “objekta D” palaišanu nevarēs realizēt paredzētajā termiņā. Līdz ar to “objekta D” startam noteica jaunu termiņu – 1958. gada aprīlis.[6]
1956. gada novembrī OKB-1 ierosināja steidzamības kārtā izgatavot tā saucamo “vienkāršāko pavadoni” (Простейший Спутник jeb обьект ПС) ar masu 100 kg, kuru varētu palaist 1957. gada aprīlī–maijā R-7 izmēģinājumu laikā. 1957. gada 15. februārī tika izdots rīkojums par vienkāršākā neorientēta ZMP palaišanu, tā novērošanas iespēju pārbaudi un radiosignālu saņemšanu no tā. “Objekta PS” palaišanu atļāva tikai pēc diviem R-7 sekmīgiem lidojumiem.[7][8] Par PS galveno konstruktoru tika iecelts Mihails Homjakovs.
Sputņik 1957. gada rudenī, kad tehniķi veic pēdējos sagatavošanas darbus
Sputņik 1957. gada rudenī, kad tehniķi veic pēdējos sagatavošanas darbus
“Objekta PS” izstrāde notika tik strauji, ka izgatavotāju un konstruktoru darbi notika vienlaicīgi. 1957. gada 1. februārī bija saskaņoti radioraidītāja gabarīti. Februāra beigās tika izgatavots PS makets ar antenu imitētājiem, lai veiktu raidītāja izmēģinājumus. Galvenās problēmas kosmiskā aparāta izgatavošanā radās, izstrādājot hidroizvērsēju sfēriskajām čaulām, metinot tās pie stiprinājumiem, kā arī ārējo virsmu pulēšanā. Izstrādājot konstrukciju, tika veikta iekārtu izvietojuma maketēšana, metinājuma šuvju rentgena kontrole, kā arī to hermētiskuma pārbaude ar hēlija sūču meklētāju. Aprīlī un maijā notika radioraidītāju raidīšanas pārbaudes, aparātu iekarinot 200 m garā trosē zem helikoptera.
Pavadoņa pārbaudei un sagatavošanai startam poligonā tika ierīkota īpaša telpa. Raķetes R-7 sagatavošana notika īpaši rūpīgi, galvenā uzmanība tika pievērsta pareizai komandu secībai – raķetes priekšgala nomešanai un pavadoņa atdalīšanai. 1957. gada 20. septembrī kosmodromā notika speciālās komisijas sanāksme, kurā tika apstiprināta nesējraķetes un pavadoņa gatavība startam. Tur tika nolemts, ka par pirmā ZMP palaišanu publiski paziņos tikai pēc pavadoņa pirmā apriņķojuma ap Zemi. [9]
Pirmā ZMP palaišana tika plānota 6. oktobrī, bet Koroļovam bija aizdomas, ka ASV palaidīs savu pavadoni Vanguard dienu agrāk. Tika atceltas vairākas pirmsstarta pārbaudes operācijas, un raķeti izveda uz starta laukumu divas dienas agrāk.[