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1962年8月11日至15日，他乘坐[[东方三号]]飞船完成了绕地飞行64圈的航天任务。此次飞行任务是航天史上首次多日多船飞行，与其同时飞行的还有[[东方四号]]飞船，两艘船还进行了控制飞行距离、无线电通信、科学技术、医学和生物学的相关实验。在船箭分离后，他采取手动控制飞船角度，并且还在飞行途中解开安全带，在零重力条件下活动。同月15日，他在飞船（乘员：[[帕·罗·波波维奇]]），两艘船还进行了控制飞行距离、无线电通信、科学技术、医学和生物学的相关实验。在船箭分离后，他采取手动控制飞船角度，并且还在飞行途中解开安全带，在零重力条件下活动。同月15日，他在[[卡拉干达]]附近的一座小山旁着陆。