Целью эксперимента по запуску собак было проведение исследований возможности полёта и наблюдения за поведением животных в условиях ракетного полёта, а также изучения сложных физических явлений в околоземном пространстве. Кроме этого, проводились испытания системы аварийного спасения головной части ракеты с пассажирами.
Для полёта Дезика и Цыгана одели в специальные костюмы, удерживающие на их теле датчики. Собаки были обычными дворняжками, правда, прошедшими специальную годичную подготовку. Перед полётом их покормили тушёным мясом, молоком и хлебом.
Ракета поднялась на высоту около 101 км, достигнув линии Кармана (условной границы атмосферы Земли и космоса).
Полёт продолжался 20 минут, после чего собаки благополучно приземлились в нескольких километрах от места старта. Никаких вредных последствий перенесённых нагрузок обнаружено не было. Дезик и Цыган стали первыми в истории животными, осуществившими полёт на ракете на огромную по тем временам высоту и благополучно вернувшимися обратно.
Судьба двух отважных псов сложилась по-разному. Дезик погиб во время следующего полёта. Не раскрылся парашют у спускаемой капсулы. По этому поводу очень сильно переживал Сергей Королёв. Председатель Госкомиссии Анатолий Благонравов приказал Цыгана больше в полёты не отправлять. По рассказам очевидцев, Цыган по характеру оказался на редкость злым и задиристым. Однажды даже укусил за ногу генерала, приехавшего на инспекцию. После этого случая Благонравов забрал Цыгана с собой в Москву, где он прожил у него более десяти лет.