На высоту отстрела ракеты, в расчётный район запуска самолёт выводил ракету массой до тонны. Ракета, стартуя на такой высоте со значительной начальной скоростью — более 160 м/с, уже могла подняться в безвоздушное пространство.
В 1938-1939 годах комплекс самолёт М-1 — ракета К-8 (позже К-11) последовательно перекрыл рекорды высотности — от полусотни до первой сотни километров. В 1940 году совместное конструкторское бюро, обьединившее группу Мясищева и большой коллектив ракетчиков, созданный Цандером и его учеником Александром Шаргеем приступил к созданию тандема М-2 — К-12, который должен был достичь орбитальных скоростей. Комплекс предусматривал создание более совершенного самолёта-носителя, имеющего вдвое большую полезную нагрузку и более высокие характеристики запуска. Большую высоту подьёма — до 15 километров, и большую максимальную скорость — не менее 200 м/с. Для того, чтобы обеспечить требуемые характеристики, пришлось намного увеличить размеры самолёта.
Ракета К-12 первоначально проектировалась трёхступенчатой. Благодаря появлению термоэлектрических ракетных двигателей, от сложной схемы отказались. В конечном итоге ракета имела две ступени. Причём двигатели последней ступени должны были обеспечить аппарату на околоземной орбите возможность маневра и торможение для входа в атмосферу.
К лету 1941 года были проведены пробные пуски ракет с наземного полигона, сбросы с невысотных самолётов с отработкой приборов управления ракеты. Был закончен опытный экземпляр самолёта М-2, начал полёты, но из-за выявленных неполадок с управлением в канале крена к полётам с макетами нагрузки не приступил, был отправлен на переделку. После начала германского вторжения работы по космической тематике остановили, в том числе и отработку самолёта-носителя. Сама ракета стала дорабатываться в вариант дальнобойной управляемой боевой ракеты.
