Первые же проектные проработки показали, что при сохранении обычной схемы полета с разгоном двумя ступенями и последующим пассивным (баллистическим) полетом головной части точность попаданий окажется неприемлемой даже при использовании принятых в те годы зарядов мегатонного класса.
Поэтому возникла новая схема, в которой две маршевые ступени выводили на низкую круговую орбиту специальную орбитальную ступень, снабженную собственной системой управления и двигательной установкой, обеспечивающей торможение и сход с орбиты на участке подлета к цели. Подобная схема нашла широкое применение в космонавтике. Траектория глобальной ракеты отличалась от реализованной при одновитковом полете Ю.А. Гагарина только меньшей протяженностью и высотой орбитального участка.
С другой стороны, сразу стало ясно, что для преобразования Р-9А в глобальную ракету замены двигателя РД-111 на НК-9 будет явно недостаточно. Даже при использовании не менее совершенного двигателя также и на второй ступени стартовый вес придется увеличить примерно на треть. Баковые отсеки первой ступени пришлось удлинить. За основу второй ступени взяли не соответствующую ступень Р-9А, а третью от космического носителя 8К78 («Молния»), Третью ступень ракеты, получившей обозначение ГР-1, пришлось создавать полностью заново.
Первые предложения по глобальной ракете были представлены Королевым еще 8 сентября 1961 г. Но это произошло на фоне многочисленных неудач в ходе проводившихся пусков Р-9А. Королеву как бы предложили: сначала научите летать свою межконтинентальную ракету, а лишь затем беритесь за новую, глобальную. В результате Королева обошли конкуренты. Первым, как и следовало ожидать, оказался любимчик Хрущева – В.Н. Челомей. Уже 3 марта 1962 г. было принято постановление о создании в 1962-1964 гг. на базе МБР УР-200 орбитальной ракеты УР-200А.
Вскоре его несколько подкорректировало постановление от 14 апреля 1962 г. №346-146 «О важнейших разработках межконтинентальных баллистических и глобальных ракет и носителей космических объектов», где помимо задания орбитальной ракеты как модификации оснащения УР-200, было включено также создание новой МБР Янгеля Р-36 с различным боевым оснащением, в том числе с орбитальной головной частью.
Постановление «О создании глобальной ракеты ГР-1» №1021-438 было принято только 24 сентября 1962 г. Правительственным документом определялись такие основные характеристики ракеты, как неограниченная дальность, высота орбиты 160 км, точность попаданий ±5 км и ±4 км по дальности и в боковом направлении, а также боевой заряд, соответствующий «легкой» унифицированной головной части 8Ф115 янгелевской Р-16. Ранее предлагавшийся Королевым вариант ГР-1 с более тяжелым и мощным зарядом для стрельбы только по обычной межконтинентальной трассе в разработку не задавался. Стартовый вес ракеты ГР-1 не должен был превышать 115 т.