1956年初，錢學森向中央、國務院提出了《關於建立我國國防航空工業的意見》。同時，錢學森成立了中國第壹個火箭導彈研究院——國防部第五研究院並擔任首任院長。
他主持完成了“建立噴氣和火箭技術”計劃，參與了近程導彈、中近程導彈和中國第壹顆人造地球衛星的研制，直接領導了中近程導彈攜帶原子彈的“兩彈組合”試驗，參與制定了中國近程導彈攜帶原子彈的“兩彈組合”試驗，參與制定了中國第壹個星際航空的發展規劃，發展和建立了工程控制論和系統學。
在錢學森的領導下，196416年6月我國第壹顆原子彈爆炸成功，1967年6月我國第壹顆氫彈爆炸成功，1970年4月24日我國第壹顆人造衛星發射成功。
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