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**燃料火箭推進器。
由於火箭武器在兩次抗曰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。馮天明認為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係列的太空醫學實驗。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製因素在於它的腦子，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燕京航空航天學院。馮天明一麵在學院教學，一麵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**推進劑火箭發動機理論和實驗的各個方麵的論文，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。