В этом эксперименте осуществилась регенерация практически всех (кроме пищи) продуктов потребления и жизнедеятельности физико-химическими методами и биологическое восполнение потребностей человека в витаминах и клетчатке при культивировании в оранжерее зеленых культур: капусты хибинской, огуречной травы, кресс-салата и укропа. Трое испытателей: врач Г. А. Мановцев, биолог А. Н. Божко и техник Б. Н. Улыбышев в течение года в условиях полной изоляции от внешней среды жили и работали, потребляя кислород и воду, полученные из их продуктов жизнедеятельности. В процессе эксперимента была установлена возможность нормального выращивания высших растений в замкнутом объеме при пребывании в нем человека и многократного использования транспирационной воды без ее регенерации для полива растений. Эксперимент был завершен 5 ноября 1968 года.

Видно, что стали претворяться в жизнь прозорливые слова К. Э. Циолковского: «Есть полная возможность еще на Земле практически выработать и испытать средства дыхания и питания человека в изолированном пространстве».

Испытаниями, проводившимися в ИМБП, не исчерпывались медико-биологические исследования в обеспечение марсианского проекта Королева. Так, в конце 1960-х — начале 1970-х годов в Институте Физики Сибирского отделения Академии наук СССР (г. Красноярск) было проведено не менее десятка длительных (до полугода) экспериментов с целью доказательства возможности осуществления в ограниченном замкнутом пространстве биологической системы жизнеобеспечения, автономно управляемой изнутри. Замкнутая экосистема с общим объемом около 300 м³ включала, помимо испытателей, звенья высших и низших растений (оранжерея). Замкнутость по массообмену достигала 82 %. Воспроизводимая часть рациона экипажа была доведена до 60 % по массе и до 52 % по калорийности. Особо отметим, что объем гермообъекта, использовавшегося в г. Красноярске, точно соответствовал объему блока обитаемых отсеков макетного образца ТМК, установленного в НЭКе (г. Москва).

В тот же период в Жуковском на базе Летно-испытательного института им. М. М. Громова были проведены исследования, направленные на отработку принципов создания искусственной тяжести при перелете «Земля-Марс-Земля». Были изготовлены две установки длительного вращения. Первая из них — медленно вращающаяся камера (МВК-1) и более совершенная установка — стенд «Орбита», смонтированная на центрифуге диаметром 20 м. В результате многочисленных экспериментов с участием испытателей было установлено, что фактор вращения не может служить препятствием в медицинском отношении к созданию космического объекта (конкретно, ТМК) с искусственной тяжестью.

В тот же период на базе ИМБП был подготовлен, организован и проведен первый в мире длительный эксперимент продолжительностью в три года с хроническим облучением подопытных животных (собак). Спектральный состав, суммарная интенсивность и общая доза облучения соответствовали ожидаемым значениям при перелете «Земля-Марс-Земля». В данном эксперименте моделировались факторы галактического космического излучения и облучения электронами и протонами высоких энергий, возникающих при хромосферных вспышках на Солнце. Углубленно изучалось состояние здоровья подопытных животных, в том числе реакции кроветворной системы и особенности протекания высшей нервной деятельности. Было показано, что примененные факторы не приводили к развитию угрожающих жизни патологических состояний и не вызывали срыва высшей нервной деятельности животных.

При создании ИМБП С. П. Королевым предусматривалось приоритетное решение медико-биологических проблем, критически значимых для осуществления длительных межпланетных полетов. Учитывая необходимость проведения экспериментальных исследований по данной проблеме, в середине 1960-х годов был осуществлен поиск таких природных экстремальных зон на нашей планете, в которых условия обитания человека в наибольшей степени приближены к условиям межпланетной экспедиции. В итоге для этих исследований применительно к длительным межпланетным полетам человека была выбрана антарктическая станция «Восток». Известно, что зимовка на станции сопровождается почти полной изоляцией от внешнего мира, гипокинезией, необычным световым режимом, периодическим воздействием сверхнизких температур (до –80 C°) и постоянной гипоксией в связи с тем, что станция расположена на ледниковом куполе Антарктиды.

В период с 1965 по 1971 годы институт принял участие в 5 антарктических экспедициях. Девять научных сотрудников института находились на станции «Восток» по одному году, выполняя разнообразные физиологические и метаболические исследования в интересах космической физиологии и медицины. В итоге многолетних антарктических исследований была описана стадийность процессов адаптации к экстремальным условиям обитания. Выявлены закономерности развития астенизации организма, апробированы средства и способы поддержания жизнедеятельности человека в этих условиях. Проведенный анализ показал также, что при длительном нахождении в экстремальных условиях наиболее значимыми факторами, с точки зрения их влияния на общее состояние и поведение человека, являются не физические факторы внешней среды, а социальная изоляция, монотонность и однообразие окружающей обстановки.

Полученные результаты и проведенные наблюдения были учтены при медицинском обосновании возможности длительных пилотируемых космических полетов. В то же время полученные в Антарктиде результаты явились существенным вкладом в решение проблем экологической физиологии и адаптации человека к неблагоприятным климатогеографическим условиям.

Комплекс работ по созданию систем жизнеобеспечения человека на борту марсианского корабля в длительном межпланетном полете был задуман и организован Королевым в процессе разработки проекта этого корабля в 1960–1964 годах. В проект верило немало людей разных профессий, непосредственно занимавшихся его осуществлением. Именно поэтому работы продолжались почти десять лет после Королева. Это красноречиво говорит о том, что марсианский проект Сергея Павловича, в отличие от всех других, действительно был реальностью.

В совместном российско-американском издании «Космическая биология и медицина», в котором подведены итоги развития этой науки к началу XXI века, констатировалось, что степень разработанности биологических систем жизнеобеспечения по-прежнему определяется в основном результатами исследования моделей, созданных в СССР в 70–80 годы. Речь идет в первую очередь о конкретных моделях ЗБТК, предназначавшихся для реализации в бортовом варианте в составе ТМК.

Реализация марсианского проекта по другим элементам и проблемам шла полным ходом в соответствии с принятой ранее программой. Модернизировалась ракета Н1, разрабатывались водородные двигатели. Автоматическая сборка на орбите была выполнена на кораблях «Союз». На автоматах отрабатывались элементы межпланетного полета и посадки, изучались атмосферы планет. Выполнялись работы на орбите вне корабля. Вход СА в атмосферу Земли со второй космической скоростью осуществлялся по программе облета Луны на кораблях Л1. Облегченная аппаратура марсианских кораблей разрабатывалась для кораблей Л3. Изготовленный макет ТМК для наземных испытаний был передан в Институт медико-биологических проблем для проведения годового эксперимента с участием испытателей в условиях, имитирующих длительный межпланетный полет. Все эти факты красноречиво говорят о практической реализации марсианского проекта Королева. Летную отработку ТМК планировали на тяжелой орбитальной станции. В ОКБ-1 был создан собственный отряд гражданских космонавтов — строителей и испытателей будущих межпланетных кораблей.

Работы по Луне проводились широким фронтом и также способствовали выполнению марсианской программы. Лунный посадочный корабль после отработки и последующей модернизации мог стать марсианским посадочным. Лунный орбитальный корабль стал бы хорошим орбитальным буксиром с возможностью довыведения на орбиту и широкого маневрирования на ней за счет энергетики собственного ракетного блока «И». Разгонные ракетные блоки «Г» и «Д» тоже нашли бы свое место в общей марсианской программе.