תוכנית מיר ומעבורות החלל
מחקר

בין מרץ 1995 למאי 1998 בוצעו בתחנת החלל מיר ניסויים שונים בשיתוף ברית המועצות וארצות הברית. מטרת הניסויים הייתה לבחון את התנהגותם של בני אדם, בעלי חיים וצמחים בתנאי חוסר המשקל בחלל, לחקור את מקורות והתפתחות מערכת השמש, ללמוד כיצד להשתמש בטכנולוגיות קיימות בעת שהייה בחלל ולפתח טכנולוגיות חדשות, וללמוד כיצד לבנות תחנות חלל עתידיות (או ליתר דיוק את תחנת החלל הבינלאומית) בצורה יעילה.
חקר כדור הארץ - מדענים מרוסיה ומארצות הברית נעזרו בתוכנית על מנת לחקור את כדור הארץ, והשתמשו במיר כבמצפה על מנת לבחון את השפעותיהם של אירועים שונים, כגון כריתת יערות גשם, התחממות גלובלית, רעידות אדמה, והתפרצויות געשיות, על כדור הארץ. ציוד מדעי שהורכב על "פרירודה" שימש לניתוח הביוספירה והאטמוספירה, ולבחינת השינויים העונתיים במספר אזורים יבשתיים וימיים. בנוסף, תצלומים רבים של כדור הארץ שצולמו מן התחנה ומן המעבורות שימשו למיפוי השינויים הגאוגרפיים באזורים מסוימים, ונוספו למאגר התמונות של נאס"א, הניתנות לשימוש על ידי מדענים מכל רחבי העולם.
חקר החלל - ניסויי חקר החלל נועדו "ללכוד" אבק קוסמי במשך תקופה של 6 עד 12 חודשים. בעת שהייתה במיר של משלחת EO-21 בוצעה הליכת חלל, במהלכה הורכבו הניסויים על חלקה החיצוני של היחידה "קוונט 2", שם הם הושארו במטרה שילכדו חלקיקי אבק קוסמי. לאחר 11 חודשים, במהלך משלחת EO-23, בוצעה הליכת חלל נוספת במהלכה הוכנסו הניסויים חזרה לתחנה. הניסויים הוחזרו לכדור הארץ במשימת STS-84 במאי 1997, והאבק הקוסמי שנלכד עבר ניתוחים כימיים, אורגניים ומינרליים על ידי מדענים.
חוסר משקל - ניסויי חוסר המשקל (מיקרוגרביטציה) במיר התמקדו בעיבוד חומרים ובביוטכנולוגיה, וכללו את בחינת התנהגותם של תאים בחוסר משקל, וייצור מתכות וגידול גבישים בחלל. בחקירת מאפיינים יסודיים ותהליכים כימיים ופיזיקליים במוצקים ובנוזלים, ניתן לאתר חומרים שיתאימו לשימושים עתידיים בחלל. לחקירת תופעות כגון גידול גבישים ויצירת מתכות חדשות בחלל נדרש ציוד מיוחד הכולל תנורים, חיישני האצה, ומתקנים לגידול הגבישים ולחקירת התאים. בניית הציוד הוסיפה לידע הטכנולוגי ששימש לאחר מכן בבניית הציוד ל-ISS. בתחום חוסר המשקל בוצעו סך הכל 27 ניסויים.
חיים בחלל - לכוח המשיכה יש השפעה רבה על התפקוד הפיזיולוגי של בני האדם. כאשר אדם נמצא במסלול סביב כדור הארץ כוחות הכבידה הפועלים עליו הם אפסיים, ויש לכך השפעה רבה על תפקודו, במיוחד אם הוא שוהה בחלל לתקופה ממושכת. על השוהים בחלל להסתגל לא רק להתנהלות בתנאי חוסר משקל, כגון תנועה, אכילה ושינה, אלא גם לצורה בה גופם מתפקד ומשתנה בעקבות חוסר המשקל. במהלך השנים שלפני התוכנית בחנו מדענים מרוסיה ומארצות הברית את תפקוד טייסי החלל שלהם בחלל, וצפו בשינויים בתפקוד גופם. בתוכנית מיר ומעבורות החלל נמשך איסוף המידע, והוא התמקד ב-10 תחומים מרכזיים: מערכת הדם, המערכת האנדוקרינית, המטולוגיה, גורמים אנושיים, מערכת החיסון, מיקרוביולוגיה, מערכת השלד והשרירים, מדעי המוח, פרמקולוגיה והשפעות קרינה.
ביולוגיה - המחקר בתחום הביולוגיה במהלך התוכנית התמקד בהשפעות חוסר הכבידה על בעלי חיים וצמחים. המחקר כלל את בחינת השפעת השהייה הממושכת בחוסר משקל על גדילתם והתפתחותם של בעלי חיים וצמחים, בחינת מערכות המאפשרות גידול צמחים בחלל, והשפעת הקרינה השוררת במסלול לווייני נמוך (המסלול בו חגה התחנה) על בעלי החיים והצמחים. תחום גידול הצמחים בחלל הוא תחום חשוב ביותר העשוי לסייע רבות בתעופת החלל העתידית. לגידול צמחים בחלל מספר יתרונות, הבולטים שבהם הם העובדה שהם יכולים לשמש כמזון טרי הניתן לחידוש, וכן בזכות תהליך הפוטוסינתזה בו הופכים הצמחים פחמן דו-חמצני לחמצן ובכך בעצם ממחזרים את האוויר ומתאימים אותו לשימוש חוזר. המחקר בחן גם את השפעות חוסר המשקל על בעלי חיים. באחד המחקרים נבחנה התפתחותו של עובר בתנאי חוסר משקל, מאחר שעל פי הערכות מדעיות התפתחות העובר מושפעת רבות מהסביבה בה הוא נמצא, השפעות חריגות, כגון חוסר משקל, עשויות לגרום לניוונים בהתפתחות העובר. המחקר בחן גם את השפעת הקרינה על בעלי החיים וגם על הצוות, מאחר שהוא עשוי לגרום לבעיות בריאותיות בטווח הקרוב או הרחוק.
מערכות קיום חיים - מערכות קיום הם המערכות החשובות ביותר בתחנת חלל, מפני שהן מאפשרות לצוותים לשהות בתחנה ולבצע את משימותיהם. מערכות אלו מספקות את תנאי הקיום הבסיסיים שכל אדם צריך: אוויר לנשימה, מים לשתייה ואקלים נוח. בתחנת החלל מיר נבדקו ונוסו מערכות קיום חדשות לצד מערכות הקיום שכבר היו קיימות במיר, במטרה למצוא את המערכות והטכנולוגיות היעילות ביותר לשימוש בתחנת החלל הבינלאומית.
הרכבת מבנים בחלל - במחקר בתחום זה נעזרו המדענים והמהנדסים שפיתחו את -ISS בתחנת החלל מיר כבמתקן ניסויים ובחנו על גביה דרכי הרכבה ובנייה בחלל. בתוכנית נבחנה יכולתם של אסטרונאוטים וקוסמונאוטים להרכיב רכיבים שהובאו במעבורת חלל (יחידת העגינה ולוחות סולאריים) על גבי התחנה תוך ביצוע הליכות חלל. כמו כן נבחן מבנה הפנימי של מיר עם דגש על אקוסטיקה, הפרעות רדיו, השפעת היתקלותם אנשי צוות בקירות הפנימיים של התחנה, השפעת התנגשות פסולת חלל ומיקרומטאוריטים בקירות החיצוניים של התחנה, יציבות מערכות העגינה, וניטור מערכות קיום החיים. כל המידע שנאסף שימש כאמור בעת פיתוח, תכנון ובניית תחנת החלל הבינלאומית.