科学家们使用生物火箭所进行的一系列生物学、医学等方面的研究活动，对人类安全地进入太空，已经作了卓有成效的“火力侦察”。但是，人在太空可能要遇到的许许多的麻烦事，还需要用更严谨、更实质、更有效的手段来探索、实验，以保证人类飞天万无一失。于是，生物卫星应运而生，它肩负起比生物火箭更为艰巨的使命。
生物卫星就是用于生物学研究的人造地球卫星，它相当于一个空间生物实验室，可研究失重、超重和其他各种空间飞行环境对生物生长、发育、代谢、遗传等方面的影响和防护措施，揭示在地面条件下发现不了的生物学问题，是研究空间生命科学的重要工具。生物卫星一般由服务舱和返回舱两部分组成。服务舱内有保证卫星正常工作的各种设备。返回舱内装有实验生物和生命保障系统、记录仪器、返回火箭等。按照一定的指令，服务舱与返回舱即可分离，返回火箭点火使返回舱回到地球，而服务舱不返回。
世界上第一颗生物卫星是苏联1957年11月3日发射的“人造地球卫星”2号。卫星上载有一条名叫“莱伊卡”的雌性猎狗，这只可爱的小狗才是真正意义上由地球进入太空的第一只动物，它在轨道上度过了极不平凡的6天6夜，承受了超重和失重的考验。缚在它身上的各种传感仪器测出的关于脉搏、呼吸和血压等指数，证实了科学家们的推测，即失重本身并没有引起动物生理机能的危险变化。经过各种传媒，“莱伊卡”一举成为享誉全球的“名犬”。然而，令人感到十分惋惜的是，由于当时还没有回收卫星的能力，科学家们只得眼巴巴地看着挑战太空为人类立下大功的“莱伊卡”，孤独地葬身在清冷的太空世界，无法援助。但是，“莱伊卡”的太空之行是成功的，更加坚定了人们对载人航天定能实现的信心。
1960年8月，苏联又将小狗“别尔卡”和“斯特雷卡”送入太空，与它俩为伴同行的还有老鼠和苍蝇等生物。这时科学家已经掌握了卫星回收技术，两只小狗绕地球18圈，做了一番名副其实的太空旅行后，平平安安地返回了地球。
为进一步了解人在失重适应期所发生的变化，生物卫星还多次用猴子进行了实验。人在宇宙飞行初期，宇航员会产生一系列影响整个情绪和工作能力的不适感受，用动物进行实验有助于科学家更好地分析、认清这些现象的不同侧面，以研究出科学有效的对策。1987年，苏联用“宇宙—1987”号生物卫星，让猴子“德雷姆”和“雅罗什”在太空完成了13昼夜的飞行。
这两只小猴子是从50对猴子中筛选出来的，早在飞行前一年多就对它俩进行了精心严密的训练。要教会它俩像宇航员一样呆在专门的容器内；要让它俩学会使用摄取食物和饮料的专用工具；要按照专门的计划程序完成一些规定的动作。例如，当它俩面前的仪表盘上出现不同信号时，要按下不同作用的按键等等，使它俩能准备无误地完成地面上规定的计划。这两只猴子没有辜负科学家的苦心，严格经过训练，在飞行中显示出很好地掌握了操作技能，完成了任务。
