Program experimentů se nazýval Šipka (podle průsmyku v Bulharsku, místa čtyř bitev rusko-turecké války 1877–1878). Zahrnoval dálkový průzkum Balkánského poloostrova, materiálové pokusy, astrofyzikální pozorování a lékařsko-biologické experimenty. Experiment "Prognoz" byl zaměřen na studium pracovní schopnosti kosmonautů, "Potencial" sledoval s použitím originální bulharské metodiky neuromuskulární reakce těla, "Statokinetika" chování vestibulárního aparátu, orientaci a koordinaci pohybů v beztíži, mikroprocesorový systém "Zora" s použitím zařízení "Pleven-87" studoval lokomotorické funkce a volní procesy. V experimentu "Son 3" byly během spánku kosmonautů pořizovány záznamy EEG. Při dálkovém průzkumu byl intenzívně využíván nový spektrometr "Spektr-256" s 256 spektrálními kanály pro studium atmosféry a povrchu Země. V materiálovém experimentu "Struktura" byly připraveny slitiny hliník-měď-železo, hliník-wolfram a hliník-měď-wolfram. V experimentu "Kliment-Rubidium" kosmonauti připravili monokrystal RbAg4I5 pro použití při výrobě baterií a kondenzátorů. Na zařízení "Ručej" elektroforeticky zpracovávali vzorky interferonu připraveného metodami genetického inženýrství. Posádka také instalovala vysoce citlivý dozimetr "Ljulin" pro měření úrovně radiace v obytných úsecích stanice a systém "Doza B" pro určení biologického ekvivalentu dávky radiace. Kosmonauti také prověřovali bulharský astrofyzikální přístroj "Rožen" určený pro studium hvězdných objektů s možností analýzy a zpracování dat přímo na palubě komplexu osobním počítačem, dále zesilovač obrazu "Paralax-Zagorka" a impulsní fotometr "Terma" pro studium optických emisí v atmosféře Země. V posledním experimentu – "Dosug" – studovali vliv hudebních a video pořadů a počítačových her na psychickou pohodu a morálku členů posádek. Do návratové části lodi Sojuz TM-2 kosmonauti postupně uložili 30 kg získaného materiálu a výsledků experimentů.