В рамках эксперимента по запуску собак в космос были проведены исследования возможности полёта и наблюдения за поведением животных в космосе, а также изучены сложные физические явлений в околоземном пространстве. Кроме этого, проводились испытания системы аварийного спасения головной части ракеты с пассажирами.
Для полёта Дезика и Цыгана были созданы специальные костюмы, которые фиксировали на их телах датчики. Собаки были обычными, беспородными, но прошли специальную годичную подготовку. Перед полётом их накормили тушёным мясом, молоком и хлебом.
Ракета поднялась на высоту около 101 км, достигнув линии Кармана (условной границы атмосферы Земли и космоса). Полёт длился 20 минут. Затем собаки благополучно приземлились на расстоянии нескольких километров от места старта. В ходе обследования у них не было выявлено никаких негативных последствий перенесённых нагрузок.
Дезик и Цыган стали первыми в истории животными, которые совершили полёт на ракете на значительную по тем временам высоту и успешно вернулись обратно.
У двух храбрых собак была разная судьба. Дезик погиб во время своего следующего полёта — не успел раскрыться парашют спускаемой капсулы. Сергей Королёв очень переживал из-за этого, и председатель Госкомиссии Анатолий Благонравов распорядился больше не отправлять Цыгана в полёты. Он забрал пса с собой в Москву, и тот прожил у него более десяти лет.