В этот период жизни Сергей Павлович познакомился с идеями основоположника теоретической космонавтики К. Э. Циолковского о реактивном движении и космонавтике. Несмотря на то, что времени у Сергея было в обрез, он сел за изучение трудов Константина Эдуардовича, вдохновленный новизной, необычностью и смелостью этих идей, а затем пришел к мысли, что великие идеи калужского мечтателя, на первый взгляд совершенно фантастические, на самом деле осуществимы. Это было в характере Сергея: даже самую отвлеченную идею он пропускал через призму здравого смысла и старался воплотить ее в жизнь. И тогда перед ним начал вырисовываться путь к осуществлению этой смелой мечты: в первую очередь нужно было попробовать установить на планер жидкостный ракетный двигатель. И конечно, следовало увеличенными темпами продолжать подчинять себе воздушное пространство, изобретать и улучшать новые модели планеров.

В 1929 году, в период больших успехов в конструировании планеров и приобщения к идее о реактивном полете, Сергей защитил диплом на тему «Легкомоторный двухместный самолет СК-4». Инициалы дипломника закрепили в марке спроектированного им самолета. Руководитель дипломного проекта А. Н. Туполев понял, что имеет дело с незаурядным студентом, обладающим большим потенциалом. Через много лет Андрей Николаевич вспоминал: «Королёв был из числа самых «легких» дипломников: я сразу увидел, чего он хочет, достаточно было лишь слегка помогать ему, чуть-чуть подправлять. Я быстро убедился, что этот человек умеет смотреть в корень…».

С. П. Королёв в кабине планера «Коктебель». Крым, 1929 год.

Сергей Королёв во время учебы в МВТУ. Москва, 1929 год.

К февралю 1930 года Сергей Королёв вышел из стен МВТУ дипломированным аэромехаником и летчиком-парителем.

Судьба самолета СК-4, правда, в дальнейшем оказалась печальной. Аппарат прошел серию взлетных испытаний и показал очень хорошее качество. Но однажды, сразу после взлета, на высоте 20–30 метров у самолета отказал мотор, и он упал, зацепившись за крышу ангара. Пилот Д. А. Кошиц отделался ссадинами, но машина разбилась и восстановлению не подлежала. Королёв не слишком огорчился: СК-4 был, можно сказать, пройденным этапом, а голову его уже занимали другие идеи. Дома Сергей бережно хранил деревянную модель этого самолета. Сейчас она находится в Мемориальном музее космонавтики в Москве, а копия – в домашнем музее С. П. Королёва.

На следующий слет планеристов С. П. Королёв приехал со своим новым планером «Красная звезда», названным так в честь одноименной газеты. Конструкция этого планера позволяла выполнять фигуры высшего пилотажа. Стоит отметить, что в Америке уже умели выполнять мертвые петли на планере, но их планеры не могли самостоятельно набирать высоту, поэтому их следовало сначала поднимать на буксире самолета на высоту 3000 метров, а затем отпускать в свободное плавание, во время которого они, постепенно теряя высоту, делали петли. Таким образом, «Красная Звезда» был первым планером-парителем, самостоятельно набирающим высоту. Перед ним ставилась задача выполнения петли Нестерова. И все получилось! Планер исполнил целые три мертвые петли и успешно приземлился. Аппарат «Красная Звезда» и выполненные на нем фигуры высшего пилотажа оставили неизгладимое впечатление: об этом писали в газетах еще несколько лет.

Но под конец слета произошло непредвиденное: Сергей Павлович заболел брюшным тифом. Из Коктебеля его срочно отвезли в больницу в Феодосию. Врачи диагностировали осложнение – воспаление среднего уха. Требовалась операция, и Мария Николаевна повезла больного сына в Москву. С поезда Королёва выносили на руках – он настолько ослаб от болезни, что не мог ходить. В 1-й Градской больнице ему сделали трепанацию черепа. Позже хирург, профессор Свиржевский, признался Марии Николаевне, что это была одна из самых трудных его операций. Сергей Павлович мужественно пролежал три часа на операционном столе, хотя местная анестезия, казалось, совсем не облегчала его страдания. После операции, которая прошла успешно, Мария Николаевна каждый день приходила в больницу навещать сына. Также к нему приходили его друзья из училища, и они, как всегда, говорили о планерах и самолетах. Состояние Сергея начало улучшаться. В марте 1931 года он поехал долечиваться в Кисловодск, а когда вернулся домой, то продолжил усердно работать над новыми проектами.

Высшее образование было получено, задуманные конструкции спроектированы и построены, но в этот период в жизни Сергея Павловича Королёва происходили и другие значимые события. Одно из них – женитьба на Ксении Максимилиановне Винцентини.

Сергей и Ксения были знакомы со времен обучения в стройпрофшколе № 1 в Одессе. Уже тогда ученик Королёв был впечатлен красотой Ксении – самой интересной девушки в классе. За ней ухаживало много юношей, так что Сергей очень ее ко всем ревновал. Однажды Сергея и Ксению, учеников архитектурно-строительного отделения школы, отправили на ремонт крыши медицинского института. Ксения, которая хотела учиться на медика, шутила, что знакомство с медицинским институтом началось у нее с крыши. Там, во время кладки черепицы, Сергей и Ксения впервые поцеловались.

После окончания стройпрофшколы молодым людям нужно было определиться с будущим. Ксения поступила в Одесский химико-фармацевтический институт – это была ее единственная возможность получить высшее образование. Перед отъездом в Киев Сергей сделал Ксении предложение руки и сердца, но она отвечала, что выходить замуж пока не намерена: они еще даже не начали студенческую жизнь, не встали на ноги. Королёв настаивал, но девушка считала, что время еще не пришло. Огорченный, он уехал в Киев не попрощавшись.

В 1925 году Ксения переехала в Харьков со своим отцом, которого назначили начальником службы пути Донецкой железной дороги. К счастью для Ксении, в Харькове не было химико-фармацевтического факультета – она всегда хотела учиться на медицинском. Девушка могла перейти в любой другой институт, и с потерей года она поступила на первый курс лечебного факультета Харьковского медицинского института. Сергей Павлович продолжал свое обучение в Киевском Политехническом институте, а вскоре приехал в Москву. Молодые люди регулярно переписывались, а в 1927 году вместе провели каникулы в столице. Сергей с удовольствием водил Ксению по Аэрохиммузею (сейчас это Центральный Дом авиации и космонавтики им. М. В. Фрунзе) и с увлечением рассказывал о своих делах и планах: о Московской планерной школе, о том, что сам летает, хочет построить свой планер и самолет. Говорил он это с таким энтузиазмом, что у девушки не возникало сомнений: все сбудется.

Диплом об окончании лечебно-профилактического факультета Харьковского медицинского института выдавали только после трех лет практики. При распределении Ксения выбрала Донбасс, где срок обязательной отработки был меньше (два года). Там, в городе Алчевске, ее ждали испытания. Больница, где работала Ксения, выделила ей для ночлега топчан, обтянутый дерматином. Молодому врачу пришлось соприкоснуться с эпидемией брюшного тифа и дизентерии, дефицитом воды, отсутствием канализации. Трудная жизнь не сломила Ксению. Претерпевая лишения, она всегда старалась помогать другим людям. Однажды побывала в шахтах, и ее поразили тяжелый труд шахтеров и плохие условия их жизни. По инициативе молодого врача было организовано несколько подземных медицинских пунктов, которые давали возможность контролировать условия работы в шахтах, оказывать первую медицинскую помощь.