Большинство указанных приемов, методов, средств и конструктивных решений находились на уровне изобретений или «ноу-хау», многие из них были применены впервые в мировой практике, с большим опережением существовавшего на момент разработки мирового уровня.
В состав макетного образца ТМК было включено немало новых и новейших по тому времени деталей, узлов, агрегатов и другой наукоемкой продукции. С другой стороны, эти новые элементы гармонично и целесообразно сочетались в конструкции корабля с элементами старыми, простыми, проверенными в деле.
В этом смысле можно сказать, что проект ТМК был ярким воплощением подхода Королева к решению проблем создания новых образцов космической техники за счет умелого применения простейших, надежных и отработанных решений для достижения в сжатые сроки при относительно малых затратах качественно новых результатов.
В работе над объектом участвовала широкая межотраслевая кооперация, включающая десятки организаций, предприятий, учреждений страны. Однако тон задавали инженеры и медики — специалисты ЦКБЭМ (НПО «Энергия») и ИМБП МЗ СССР.
На начальном этапе подобных экспериментов преобладали задачи отладки служебных систем, обеспечивающих газовый состав атмосферы в обитаемых отсеках. Поэтому большое значение придавалось вопросам космической токсикологии и, более широко, вопросам обитаемости объекта. Пуско-наладочные работы в отсеках изделия ЭУ-37 были благополучно завершены к 1971 году. Аппаратура и оборудование НЭКа в целом были также приведены в готовность к серьезным длительным экспериментам, позволявшим с максимально возможной на Земле полнотой моделировать условия пилотируемого межпланетного полета и профессиональную деятельность экипажа. НЭК был оборудован современными средствами медицинского контроля и исследований, компьютерной базой для обработки результатов экспериментов, системой аварийной сигнализации о состоянии здоровья и среды обитания.
К концу 60-х — началу 70-х годов НЭК был готов к проведению экспериментов и испытаний в изделии ЭУ-37 с участием человека.
В первом длительном эксперименте в макете межпланетного корабля в 1971–1972 годах продолжительностью 50 суток участвовал экипаж в составе В. А. Корсакова, Ю. Ф. Климентова и Г. Н. Пожарского. Накопленный космической медициной к тому времени опыт убедительно свидетельствовал о решающем значении правильного решения вопросов психологии и психофизиологии труда для успешного осуществления длительных пилотируемых космических миссий. Исходя из этого обстоятельства, два последующих длительных эксперимента были во многом подчинены изучению указанных вопросов, для чего в состав экипажа вводился врач-исследователь с соответствующей специализацией.
Циклограммы этих экспериментов были насыщены разнообразными методиками исследований: медицинских, психологических, медико-технических. Весьма существенное время в структуре режима труда и отдыха уделялось техническому обслуживанию и профилактическому ремонту систем корабля. Интенсивному изучению подвергалась способность человека-оператора выполнять штатную деятельность по управлению кораблем при сближении и стыковке, для чего в состав оборудования был включен уникальный по тому времени тренажер «Волга», моделировавший процесс стыковки. Работая на нем, испытатель оценивал ряд технических параметров — таких, как расход рабочего тела, скорость касания, угловые скорости по курсу, крену и тангажу, потребное время для выполнения стандартной задачи по поиску и причаливанию. Наряду с этим количественно оценивался уровень психофизиологической напряженности оператора по показателям вариационной пульсометрии, кожно-гальванической реакции, артериального давления, электроэнцефалограммы. Тем самым изучалась «физиологическая цена» выполнения сложной операторской задачи по управлению динамическим объектом на фоне длительного изолированного «полета».
В ходе экспериментов испытатели подвергались воздействию комплекса факторов, характерных для длительного космического полета: длительная и напряженная профессиональная деятельность, эмоциональный стресс, лимит и дефицит времени для выполнения необходимых операций, сенсорная и социальная изоляция, напряженность межличностных отношений, резко измененные параметры газовой среды (состав атмосферы, температура, давление и влажность). Часто возникали нештатные или аварийные ситуации, а в некоторых случаях они моделировались искусственно. При этом оценивалась способность членов экипажа преодолевать утомление и переутомление, дефицит сна, ситуацию острого или хронического неуспеха. Анализировались параметры внутригрупповой совместимости и личностные особенности, влияющие на успех-неуспех деятельности индивидуума в составе малой группы.
Второй длительный эксперимент продолжительностью 60 суток был организован и проведен на макете ТМК в 1974 году с 29 мая по 25 июля. Состав экипажа: командир Корсаков В. А., бортинженер Рябов Э. В., врач-испытатель Макаров В. И.