Ракета-носитель 8А91 для запуска Третьего ИСЗ (объекта Д) стала, фактически, первой отечественной «чисто космической» ракетой.

Первые два спутника были выведены на орбиту модернизированными опытными МБР Р-7; новая же ракета изначально разрабатывалась специально для объекта Д и последующих ИСЗ. По сравнению с базовой Р-7 она была облегчена и оснащена модифицированными ЖРД с увеличенным удельным импульсом (стартовая масса - 268,6 т). Первый пуск носителя 8А91 с объектом Д-1 был произведен 27 апреля 1958 г., но ИСЗ на орбиту не вышел из-за гибели РН. Вот что вспоминает об этом участник событий О.Г. Ивановский: «Это была наша первая (космическая) авария. Ракета упала на полигоне, километрах в 100 от старта. Спутник оторвался и упал отдельно. Поэтому, видимо, и уцелел. ИСЗ нашли (он слегка сплющился), привезли в монтажно-испытательный корпус. При вскрытии, когда отстыковали заднее днище, спутник начал гореть: произошло короткое замыкание обгоревших проводов. И мы «впороли» ему внутрь три или четыре огнетушителя, чтобы сбить огонь…»

 
15 мая 1958 г. состоялся успешный пуск РН 8А91 (№ Б1-1) - Третий советский ИСЗ вышел на близкую к расчетной орбиту. Новый космический успех СССР был, действительно, впечатляющим. Масса ИСЗ составила 1327 кг, в т.ч. научной и измерительной аппаратуры вместе с источниками электропитания 968 кг. Спутник был выполнен как термоконтейнер конической формы длиной 3,57 м, с диаметром основания 1,73 м (без учета выступающих антенн). Внутри гермокорпуса на т.н. задней приборной раме, выполненной из магниевого сплава, были расположены: радиотелеметрическая («Трал») и радионавигационная («Факел-Д» и «Факел-М» для контроля орбиты) системы, программно-временное устройство, блоки командной радиолинии (МРВ-2М) и системы обеспечения теплового режима, электрохимические источники тока. Всего спутник нес на борту 12 научных приборов.

 
Помимо химических источников электропитания, спутник оснащался секциями полупроводниковых солнечных батарей (СБ). Регулирование теплового режима ИСЗ осуществлялось путем изменения принудительной циркуляции теплоносителя (газообразный азот), а также изменением коэффициента собственного излучения ИСЗ. Третий ИСЗ был оснащен совершенной для своего времени измерительной и радиотелеметрической аппаратурой (система «Трал» работала с запоминающим устройством), при этом результаты измерений запоминались и с большой скоростью сбрасывались на приемные пункты при пролете спутника над территорией СССР.

Спутник активно функционировал до 3 июня 1958 г., а баллистическое существование прекратил 6 апреля 1960 г., совершив 10037 оборотов вокруг Земли. С его многочисленных приборов была получена обильная телеметрия, а впоследствии - богатая научная «жатва».
Первые советские спутники вошли в историю космонавтики как отправная веха, НАЧАЛО. Их создание, запуск и орбитальный полет позволили получить уникальный научно-инженерный опыт, необходимый для перехода к следующим, уже планомерным этапам освоения космического пространства.