В ходе работ по теме «Звезда» в ОКБ серьезно занимались вопросом ракетоносителя. Существовавшие на тот период ракетные системы не удовлетворяли ОКБ по своей грузоподъемности, ведь речь шла о выводе на орбиту груза с массой в 10000-20000 кг. Работы по универсальному тяжелому ракетоносителю в СССР тогда только начинались и могли привести к реальным результатам не ранее второй половины 1960-х гг. Модернизация же серийных ракетоносителей Р-7, Р-14 и Р-16 не могла обеспечить необходимую грузоподъемность.

В сложившейся ситуации в рамках темы «Звезда» в ОКБ А.Н. Туполева приступили к проработке возможности создания мощного ракетоносителя собственными силами. Были рассмотрены варианты двухступенчатых и трехступенчатых ракетоносителей, способных выводить на околоземные орбиты грузы с массой, соответствующей самолету «136». В 1962—1963 гг. в ОКБ рассматривался вариант авиационно-космической системы на основе проекта тяжелого стратегического однорежимного сверхзвукового самолета-носителя Ту-139 в комбинации «ракетоплана» «136», запускаемого с помощью ракеты типа Р-14 с борта самолета-носителя.

Работы по теме «Звезда» в ОКБ продолжались до 1963 года, не выходя за рамки научно-исследовательских проработок и эскизных проектов, но вскоре были свернуты.

Ниже приведены некоторые проектные данные одного из прорабатывавшихся вариантов самолета «136»:
- площадь крыла — 38,0 м²;
- полная масса — 7500—9000 кг;
- максимальная скорость полета — 28500 км/ч;
- высота полета (радиус орбиты) — 95000 м;
- посадочная скорость — 300 км/ч.

Авиационно-космическая система на базе Ту-139