布劳恩展望了花费如此惊人的时间、金钱和精力建造空间站的实际应用价值，说明了空间站对人类进行宇宙研究、地球测绘、航天观测乃至生物学研究的重要意义。他是一个科学家，又是一个经历过战争，务实的人，因此空间站还有一个用途是他所不能忽视的，这一用途也令他谈站色变，所以在他讲述了这种可能性之后，再也没有去追思这一设想，那就是用于军事作战，乃至把原子弹带入空间去发射，借以更有效地进行打击地面军事目标。
1952年，布劳恩在一家杂志上发表了这些惊人的见解，美国公众为之哗然，有人认为这是一个伟大的时代的开端，把布劳恩当作航天英雄；也有人认为荒诞不经，说他是“航天怪人”。然而从今天来看，布劳恩这一切探索空间飞行的梦想都不是空想，它是建立在严密的科学思维和数理推算之上的，布劳恩在20世纪50年代初的这些设想，20年后在天空实验室空间站上变为现实，如今，它仍然对航天飞机的飞行有指导意义。
发射轨道飞行器
为了使自己的梦想成真，为了使人类实现星际旅行之梦，布劳恩首先提出了用火箭发射轨道飞行器——人造地球卫星的计划，以便用于探测地球周围的宇宙空间，使人类了解外层空间的各个方面。但是，由于美国政府和军方对这一和平的开发计划不感兴趣，同时又不愿对此进行大量投资，布劳恩的计划被搁置下来。
1957年10月4日，星期五，前苏联成功地把一颗人造卫星送上太空。这是首次，进行发射的一颗实验用的人造卫星试验。它重835公斤，球体直径512厘米，飞行高度约916公里，速度约每小时29000公里，并且不断地向地球发回观察到的情报资料信号。
前苏联发射人造卫星的消息使美国大吃一惊，很少有美国科学家估计到前苏联的卫星会这么快飞上天，而且轨道几乎是圆的，飞得如此高，重量如此大，一切都证明，前苏联人取得了非凡的成就。布劳恩一听到这个消息，并不吃惊，但却非常激动，“我早知道他们会成功地发射卫星！”布劳恩对美国的新任国防部长说，“放手让我们干吧，我们能在60天之内发射一颗卫星，只要给我们开绿灯，60天就行！”
当时，正值“冷战”进行得最激烈的时候，所谓冷战，就是以美国为首的资本主义阵营和以前苏联为首的社会主义阵营之间进行除战争之外的全面对峙。军事技术的先进与否，无疑是这场冷战的重要因素。在此之前，美国一直声称自己是世界上最先进的国家，拥有技术优势，而前苏联人造卫星上天，使美国在世界上大为丢脸，并向世界宣告，在探索宇宙空间的技术上，前苏联走在了美国的前面。
1957年11月3日，前苏联人又把另一颗卫星送入了轨道，带着一只名叫“莱伊卡”的小狗，并且将狗的跳跃声和呼吸声从太空传到地球。
前苏联人造卫星的上天激发了一直自诩是世界上技术最发达的美国的反思热潮，在美国公众心中，一夜之间，前苏联成了文明圣地，而美国成了罪恶的深渊，前苏联人在空间方面的巨大成就似乎向许多人证实：前苏联的教育制度比美国好，前苏联培养人才的方法更有效，因此前苏联将在冷战中战胜美国。在军事上，前苏联的火箭可以发射射程为8000公里的洲际导弹，而美国的火箭射程只有2500公里。这一切使美国感觉到巨大的压力，美国总统艾森豪威尔及其班子终于作出让步，指示陆军部，用改进的丘比特－C导弹着手发射一颗地球卫星。
丘比特－C是在增大推力的三级红石火箭上加上一个第四级固体燃料火箭束而组成的。这个型号的导弹是布劳恩于1956年9月试制成功的，是美国当时飞得最快最远的导弹。美军方指示布劳恩完成的任务是，改进导弹的发动机，利用一切现有的技术知识和丘比特－C的构架，把一颗国际地球物理年卫星送入太空。这颗卫星包括一个盖格计数器和发报机，被命名为“探险者号”。
布劳恩盼望这项任务已经很久了，他的梦想终于有了可以实现的机会，因此他信心十足地投入了工作，并向国防部许诺，以90天为期限完成此项任务。
布劳恩很周详的考虑了实际工作中可能发生的问题，他指挥着3000多名科学家、工程师日夜不停地进行着设计、修改、试验、装配工作。当时遇到的最大问题，也是核心问题，就是怎样使火箭具有更大的推力。针对这一点，布劳恩他们加长了红石火箭的油箱，这样可以容纳更多的燃料和氧化剂。为了加大火箭的有效载荷，增加升空重量，他们使用肼基作为液体火箭燃料代替酒精燃料。同时还改进火箭的头锥，使它能够承受新的高速旋转发射装置。在改进火箭的工作中，他们还发明了新的非常精密的飞行姿态控制系统。
在经历了一系列的改进、试验、失败、再改进、再试验后，“探险者号”
终于通过了全部地面试验；接着将它运往美国东南的佛罗里达州卡纳维拉尔角航天中心，它竖立在发射架上，调准了方位角的垂直位置，并定于1月29日发射升空。
这一天终于来到了，除了天气以外，一切都已准备就绪。在10000米高空，自西向东以每小时270公里的速度逆着火箭飞行方向有着一股高空急流，为了增大马力，提高火箭的最大有效载荷，发射推迟了24小时。
24个小时过去了，高空急流增加到每小时330公里，发射只好再次被迫推迟。
第二天清晨，10月31日，高空急流降到每小时240公里，并且有继续减弱的趋势，于是发射指挥中心下达了发射命令。
X时（因档案资料未公布）差13分，电动机通电，火箭上面几级开始旋转，每分钟达到550转，并且保持稳定。在倒计时过程中，它们继续在“铝桶”中转动。
四三二一零。火箭内部开始自动增压循环。
X时14分，指挥中心下达点火命令。点火！
X时15分45秒，火箭载着美国的第一颗人造地球卫星——“探险者号”
腾空升起。
起飞后70秒，仪器舱中的磁带录音向电动机的调节器发出一个脉冲。这个电动机是为火箭上面各级的铝桶旋转提供动力的，当脉冲发出后，调节装置使转速由550转提高到650转。起飞后115秒，调节器再次改变转速，这次使铝桶达到每分钟750转的转速，这是布劳恩运用到火箭发射中的一个新的尝试，由于分阶段增加旋转速率，避免了火箭上面各级的旋转频率和助推器的弯曲频率之间的共振现象。因此丘比特－C火箭升空后没有发生因共振产生的抖动或摇摆。
起飞后大约149秒，每一条推进剂泄放管道上的压力表开始通电工作。
一旦压力表上显示没有压力，就说明燃料箱空了，必须启动继电器，关闭两个主要推进剂输送活门。这种现象原计划在燃烧进行到大约155秒时发生，结果出现在157秒的时候，这时，火箭已与水平线成40度倾角。5秒钟后，一个计时器向爆炸螺栓输送电流，于是助推器便和仪器舱、旋转发射器桶、火箭上面各级以及卫星分离。
紧接着，带有旋转火箭束的仪器舱向顶点作惯性飞行247秒。在惯性飞行中，空中姿态控制系统利用压缩空气喷射流，使火箭与地球表面保持水平（成切线方向）。当火箭到达地球上空362公里时，地面指挥中心发出信号，第二级火箭点火，11台发动机共同燃烧65秒后，第三级火箭开始点火，3台发动机再次燃烧65秒，最后，点燃第4台发动机。
“探险者号”离开发射架7分半钟后，达到时速29000公里，也就是每秒804公里，刚好符合第一宇宙速度。所谓宇宙速度，也就是物体能够克服地心引力的作用离开地球进入宇宙空间的速度。它分为三级：当物体的速度达到每秒79公里的时候，将与地心引力平衡，环绕地球运动，不再回到地面，这是第一宇宙速度，也称“环绕速度”，发射人造地球卫星所需的就是这一速度；物体具有每秒112公里的速度时，就可以克服地心引力，脱离地球，在太阳系中运行，这是第二宇宙速度，也称脱离速度；当物体的速度更快，达到每秒167公里时，就可以脱离太阳系，进入其他星系，这是第三宇宙速度。
受领导的指派，布劳恩没有像以往那样坐镇卡纳维拉尔角航天中心进行监督管理，而是在五角大楼担任上级领导和政府要员的顾问工作。在五角大楼，布劳恩焦急地等待着他的新星的诞生。从火箭点火到进入预定轨道，需要8分钟时间，布劳恩一生最高的体验也许全部都压缩在这漫长的8分钟里，他等待着，期盼着，这8分钟简直比8年还要长。
当火箭发射进行得十分顺利的消息传来，布劳恩万分喜悦，他迅速地作了一些运算，然后对在场的人说：“如果‘探险者一号’进入预定轨道，它将绕地球运行，刚好在106分钟以后经过加利福尼亚海岸上空。于是圣地亚哥的月球观察站做好了一切准备，在上午12时41分收听来自卫星的无线电讯号”。
距离12时41分只剩几分钟了，五角大楼接通了圣地亚哥方面的电话。
12时40分，询问有无来自卫星的声音，回话是没有。
时针指向了41分。
“你听到没有？”负责通话的人问道。
“没有，先生！”
两秒钟过去了。一分钟过去了。一分半钟，两分钟，对方依然没有听到讯号。
在场的人们纷纷把目光转向了布劳恩，那眼神分明是在探询：“究竟是怎么回事？”人们骚动起来，有的官员开始不耐烦。
过了一会儿，电话再一次接通，接电话的人突然高声喊起来：“他们听到了！布劳恩先生，他们听到了！”
布劳恩冷静地看了一下表，说：“迟了8分钟，真有意思！”
在场的官员们都非常高兴，互相祝贺，纷纷上前与布劳恩紧紧地握手，表达他们心中的无比高兴和深深的敬意。与此同时，艾森豪威尔总统在话筒中向美国和世界宣布：“美国已经成功地将一颗科学地球卫星送入预定轨道，这是我们参加国际地球物理年活动的一个组成部分”。
布劳恩对此成功也是感慨万分。美国终于进入了新时代，这些原本是几年前就可以做到的。因为几年前当布劳恩提出要进行卫星发射实验时，一些有偏见和自满的美国官员不愿让这位外来的“二等公民”发射美国的第一个航天器。布劳恩的这次成功给了这些人当头一棒，因为他们还在失败中徘徊。
发射成功使布劳恩小组和火箭基地成了欢乐的海洋。《时代》杂志的记者们拼命在赶写一篇详尽的、以冯·布劳恩为封面图片的报道。白宫举行了盛大的庆祝仪式，在这个仪式上，艾森豪威尔总统向布劳恩颁发了美国公民服务奖。
在当时的美国，韦纳·冯·布劳恩博士成了民族英雄。
登月成功
世界进入了一个新时代，航天时代来到了。在人们看来，这个新阶段是在几个月内诞生的。前苏联首先发射人造地球卫星，4个月后，美国作出反应，发射了第一颗“探险者号”。两个超级大国的激烈竞争在航天事业上表现得尤其明显。
布劳恩因“探险者号”的成功而赢得了人们的信任和爱戴，政府和军界也更支持他的航天研究，布劳恩的工作也因此更加忙碌。继“探险者一号”
上天，布劳恩小组又成功地将“探险者三号”和“探险者四号”送入了轨道。
这两颗卫星为研究高空辐射带和核爆辐射反应提供了宝贵的资料，具有极大的科学意义和军事意义。
1959年10月13日，陆军导弹局受命发射“探险者七号”卫星，这颗卫星重415公斤，包含7项重大科学实验，是当时世界上最复杂、提供资料最多的航天器，它是由新的、功率更大的“天后二号”火箭发射成功的。