Ознакомительно-тренировочные полеты начались с мая 1960 года под руководством видного ученого в области авиационной и космической медицины Е.М.Юганова. Управление полетом осуществлял летчик из передней кабины самолета. Вторая кабина, в которой находился слушатель-космонавт, была укомплектована медицинской аппаратурой для изучения координации движений и регистрации физиологических параметров, киноаппаратом для съемки мимики лица испытуемого в условиях перегрузки и невесомости. Начало и конец невесомости определялись по «индикатору», в качестве которого использовался обычный плексигласовый шарик на ниточке. В начале невесомости он «всплывал» вверх, а при воздействии перегрузок опускался вниз, к середине пилотской кабины. Во время выполнения самолетом параболы Кеплера на ее начальном и конечном участках действовали перегрузки 3-4 единицы в течение примерно 15 секунд, а потом наступало состояние невесомости, которое длилось около 40-45 секунд. Во время ознакомительно-тренировочных полетов слушателям-космонавтам нужно было выполнить три полета по три параболических горки в каждом. В первом полете испытуемые знакомились с состоянием невесомости и отрабатывали возможность ведения радиопереговоров с Землей. Во втором полете изучалась координация движений слушателей-космонавтов, острота их зрения, возможность приема ими пищи и воды. В третьем полете выполнялась регистрация физиологических параметров: температуры, давления, частоты пульса и т.п.
Координация движений испытуемых в ходе этих полетов на самолете МиГ-15УТИ изучалась с помощью выполнения пробы письма как при фиксации слушателя-космонавта к пилотскому креслу, так и при свободном его нахождении в безопорном парении. В горизонтальном полете в условиях невесомости Георгий Шонин и его коллеги по космическому отряду должны были написать один и тот же заданный текст: «Циолковский – основоположник космонавтики». Последующий анализ почерка испытуемых показал, что при фиксации слушателей-космонавтов к пилотскому креслу кратковременная невесомость не оказывала существенного влияния на характер их почерков, а в состоянии свободного парения в «бассейне невесомости» никому из слушателей-космонавтов с первых попыток не удалось произвести запись заданного текста.