Хотя новая станция и получила название «Армейская экспериментальная станция Пенемюнде», фактически равноправными хозяевами ее были и сухопутная армия, и ВВС, где под руководством профессора Георгии велись научно-исследовательские работы по созданию планеров различного назначения, беспилотных самолетов и крылатых ракет. Армейцам отводилась лесистая часть острова восточнее озера Кельпин, ее назвали «Пенемюнде – Восток». Представители ВВС облюбовали себе пологий участок местности к северу от озера, где можно было построить аэродром; эта часть получила название «Пенемюнде – Запад». Станция «Пенемюнде – Восток» находилась в подчинении Управления вооружений сухопутных войск, а «Пенемюнде – Запад» – в ведении отдела новых разработок Министерства авиации.

Командование вермахта (так теперь назывались вооруженные силы Германии) не жалело средств на невиданное оружие. Строительство станции Пенемюнде велось с размахом. Возводились заводские цеха, станция серийных испытаний, экспериментальная лаборатория, завод производства жидкого кислорода, электростанция. На северной стороне острова укладывались плиты аэродромного покрытия, строились стартовые площадки, стенды. Южнее располагался городок научно-технического персонала. Несколько в отдалении собирались бараки для рабочих. Через остров проложили железные и шоссейные дороги. Неподалеку от острова, на материке, начала работу мощная радиостанция.

Заказы для ракетного центра выполняли крупнейшие промышленные фирмы Германии: «ИГ Фарбен-индустри», «Рейнметалл – Борзиг», «Сименс», «АЭГ», «Телефункен».

В то время, как строился исследовательский центр в Пенемюнде, приближалась к концу и работа над ракетами «А-3». Ракета «А-3» имела высоту 6,5 м и диаметр 70 см. Ее носовая часть была заполнена батареями. Под ними размещался отсек с приборами, в число которых входили барограф и термограф с миниатюрной автоматической кинокамерой, фотографировавшей в полете их показания. Имелось также аварийное устройство отсечки топлива, действовавшее с помощью сигнала по радио. Ниже отсека с приборами был расположен бак с кислородом, внутри которого помещался меньший бак с жидким азотом. Затем шел отсек с парашютом, потом бак с горючим и, наконец, ракетный двигатель. Четыре пера хвостового стабилизатора своими нижними концами крепилась к кольцу из пластмассы диаметром 254 мм. Полный стартовый вес ракеты составлял 750 кг.

Ракета «А-3» была снабжена двигательной установкой тягой 1500 кг. Как и у ракеты «А-2», двигатель работал на жидком кислороде и спирте, однако баллон со сжатым азотом, который применялся для подачи топливных компонентов под давлением в ракете «А-2», был заменен системой, использующей жидкий азот, выпариваемый с помощью группы тепловых сопротивлений. Это позволило значительно снизить вес системы.

Кроме того, в ракете «А-3» имелась гиростабилизированная платформа с акселерометрами для корректирования ракеты в полете по тангажу и по курсу, а также электрические сервомоторы и молибденовые газовые рули. Система наведения и управления основывалась на идеях некоего Бойкова, который в то время являлся «экспертом № 1» военно-морского флота в области корабельного гиростабилизированного оборудования для управления огнем.

Испытательные запуски четырех ракет «А-3» были проведены ранней зимой 1937 года: 4, 6, 8 и 11 декабря Хотя двигательная установка работала в соответствии с расчетами, система наведения во всех четырех запусках не оправдала возлагавшихся на нее надежд. Проверка показала, что газовые рули «А-3» слишком малы, реакция сервосистемы на сигнал управления чересчур замедленна, датчики условий полета и ввод данных в систему управления весьма несовершенны.

Создание газовых рулей имеет длинную историю. Уже давно было ясно, что аэродинамические рули, устанавливаемые в воздушном потоке, не могут решить задачу регулирования направления движения ракеты на всей ее траектории. Плотность воздуха достаточна для работы аэродинамических поверхностей управления только на высотах не более 15 км. Но поскольку предполагалось, что ракеты будут выходить из плотных слоев атмосферы, возникла необходимость придумать нечто новое.

К тому времени было уже известно, что если воздушный поток крайне непостоянен и изменчив как по скорости, так и по направлению, то струя истекающих из ракеты газов постоянна по своим характеристикам. Это навело на мысль, что поверхности управления можно установить в струе истекающих газов. Впервые подобное предложил еще Циолковский. Позднее в своей работе эту проблему весьма подробно рассмотрел Оберт. Он особенно подчеркивал, что «газовые рули» должны действовать путем сжатия этой струи своими плоскими поверхностями…

Уже в то время, когда ракета «А-3» находилась в стадии проектирования (лето 1936 года), Вернер фон Браун и Вальтер Ридель задумали создать гораздо большую ракету, которая в дальнейшем стала известна как ракета «А-4». Намеченная для этой ракеты дальность полета в 260 км означала, что ракета должна иметь максимальную скорость порядка 1600 м/с. Вес боевой части определял сухой вес ракеты, и он должен был примерно равняться 3 т. Для достижения необходимой максимальной скорости было нужно, чтобы вес топлива в два раза превышал сухой вес ракеты. Таким образом, стартовый вес ракеты следовало довести до 12 т, а это, в свою очередь, означало, что тяга ракетного двигателя должна составлять приблизительно 25 тонн.

По этим данным можно было бы спроектировать большое количество совершенно разных ракет, но выбор габаритов определился элементарным соображением: требовалось доставить новое оружие вплотную к линии фронта, а следовательно, максимально допустимые габариты диктовались шириной туннелей и кривизной закруглений железнодорожной колеи.

В первом приближении характеристики ракеты «А-4» были обоснованы еще до того, как закончена ракета «А-3». Поэтому, прежде чем продвинуть эту большую работу сколько-нибудь дальше, необходимо было довести ракету «А-3» до приемлемого уровня. Практически же даже при сохранении прежних габаритов следовало создавать новую ракету. Старое название «А-3» также не годилось, и новая ракета получила обозначение «А-5».