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1920年，馮天明見到了對他後來影響頗深的楊朔銘，他應邀參加了楊朔銘組織的陸軍火箭試驗小組，研製液體燃料火箭推進器。
由於火箭武器在兩次抗日戰爭中都發揮了重要作用，在楊朔銘的努力下，中國陸軍成立了火箭試驗小組，馮天明與中國國內的專家一起，在此基礎上組建了一個研究小組，在一個廢棄的軍火庫中建立起火箭飛行場，進行火箭的研究試驗。他們克服了中國國內研究基礎薄弱的種種困難，並以令人神往的宇宙飛行來打動那些有錢人和有技術的人，前來支持他們的火箭技術事業。這個小組後來在楊朔銘的大力資助下，成立了現在的“中國火箭協會”。
在火箭協會成立後不久，他們便成功地試驗了多枚“萬戶”小型火箭。1921年夏天，馮天明到瑞士蘇黎士的聯邦工學院造訪。在這裏他結識了美國醫學博士王深。馮天明認爲未來的太空人必須承受很大的加速度，於是他們兩人一起進行了一系列的太空醫學實驗。他們把小白鼠固定在一個平放的輪子上，然後轉動輪子，越轉越快直至轉到極限值，隨後殺掉小白鼠進行解剖。最後他們得出結論：小白鼠承受重力加速度的限制因素在於它的腦子，老鼠的死因多是腦溢血。這項試驗的成果在中外學術界引起了相當大的轟動。
1922年春天，回到中國的馮天明以航空工程博士學位就教於新成立的北京航空航天學院。馮天明一面在學院教學，一面由陸軍及民間大企業提供研究經費，在火箭協會不斷的進行試驗和研究。經過不斷的實驗和總結，馮天明寫出了論述了液體推進劑火箭發動機理論和實驗的各個方面的論文，在這篇論文中，年輕的馮天明試圖分析並測定火箭發動機中發生的複雜的噴射、霧化、燃燒、離解、氣態平衡和膨脹現象等問題，並就這些問題進行了探索和闡述。
在當時，液體推進劑火箭還是一種新事物，而固體燃料火箭早在幾百年以前就有了。俄國航天理論家齊奧爾科夫斯基和德國科學家奧伯特都曾指出：就產生更強的推力來說，液體推進劑有着巨大的潛力。馮天明和他的火箭研究團隊的主要目標就是把這些建議應用於實踐。馮天明等人的工作，就是要爲火箭飛行的點火、混合、冷卻、控制劇烈燃燒等問題提供方法和答案，把液體燃料的發動機和燃料箱組合成一個運載工具，發射上天。象今天試射的“萬戶5”號液體燃料火箭（以汽油和液態氧混合爲燃料），是近期最爲成功的一次實驗。
正當馮天明和夥伴們在檢查火箭的殘骸時，一輛汽車出現在了發射場內，從車上跳下兩個一身黑色西服頭戴圓禮帽的人，他們在問過了一位工作人員之後，徑直向馮天明等人走了過來。
“馮天明博士？”一個黑衣人看着這位年僅27歲的年輕科學家，問道。
“我就是。”馮天明打量着站在對面的陌生人，答道。
“我這裏有一些送給您的文件，請您簽收一下。”黑衣人點了點頭，取過一個很大的文件箱，交給了馮天明，同時遞給了他一張簽單。
