С космодрома Байконур 8 января 1994 года был осуществлен запуск пилотируемого космического аппарата Союз-ТМ-18. На космическую станцию «Мир» отправился экипаж, в состав которого вошли космонавты «Российского космического агентства» командир Виктор Афанасьев, врач Валерий Поляков и бортинженер Юрий Усачёв.

Большая часть исследований нового экипажа станции «Мир» была посвящена медицинским исследованиям. Члены экипажа находились под наблюдением врача Полякова. Поляков должен был оставаться на орбите 14 месяцев и установить новый рекорд длительности космического полета.

Экспериментальные исследования касались питания, функции мускулатуры, системы кровообращения, легких и иммунной системы. Помимо этого, анализировались изменения крови и нервной системы, нарушения обмена веществ, изменение объема крови и функция вестибулярной системы в среднем ухе.

Для этого использовался эксперимент ВОГ - Видео-Окуло-Графия, который был установлен на станции «Мир» в 1992 году в рамках немецкой исследовательской программы. Данные передавались из ЦУПа в немецкий центр управления в городе Оберпфафенхофен, ФРГ, где специалисты могли их анализировать и непосредственно влиять на проведение эксперимента.

Другим предметом исследований являлось вымывание кальция из костей при длительном нахождении при состоянии невесомости. Неизвестным оставалось, останавливается ли этот процесс на каком-то определенном уровне. Уменьшение кальция на 20% считается опасным для жизни. Чтобы противостоять негативным изменениям мускульной и костяной ткани, применялись штаны низкого давления КАРКАС.

С их помощью кровь усиленно закачивается в нижнюю часть тела. Подобное состояние похоже на то, которое происходит на Земле, когда за счет гравитации в нижней части тела наблюдается повышенное кровяное давление. Измерялись в этом эксперименте увеличение объема ноги, верхнее и нижнее кровяное давление, электрокардиограмма, изменение положения сердца в грудной клетке и шумы кровяного тока. Подопытные Усачев и Афанасьев подвергались этой процедуре каждый третий день.

Кроме того, проводились исследования сна космонавтов и координации восприятия и движения. C этой целью космонавты фиксировались на полу, так, что голова и руки оставались свободными. На экран подавались разнообразные оптические раздражители, а реакция записывалась при помощи инфракрасных камер.

В психологическом эксперименте ПСИ проводились измерения психологического и психомоторного состояния Валерия Полякова в течение многих месяцев. При этом тестировались скорость реакции, кратковременная память, внимание и ловкость.

Помимо медицинских, проводились исследования в области материаловедения. Изучалось поведение переохлажденных сплавов, 11 проб, помещенных в запаянные стеклянные капсулы, были сперва расплавлены, а затем резко охлаждены. При отсутствии центров кристаллизации возможно сохранение жидкого состояния при температурах ниже точки отвердевания.

В зависимости от температуры, затвердевшие пробы имели разную микроструктуру. Данные этого эксперимента обрабатывались и передавались на Землю при помощи системы «ДАТАМИР», помещенной на станцию в 1991 года в рамках австрийской экспедиции посещения, и оставшейся там после этого. Эта система управляет ходом эксперимента, записывает данные, визуализирует результаты и передает их системе телеметрии станции.

Помимо этого, исследовалась вероятность образования плесени на неметаллических поверхностях. Много времени было посвящено также наблюдению Земли, астрофизики и биотехнологии. Использовались многоканальные спектрометры МКС-М2 и «ФАЗА». При помощи камеры МКФ-6МА были сделаны сотни снимков поверхности Земли. Измерялась интенсивность космических лучей внутри и снаружи станции. Записывалось рентгеновское и гамма-излучение космических объектов. Для оценки стабильности станции был проведен эксперимент «РЕЗОНАНС».

На транспортном корабле «Прогресс М-21» была испытана новая система управления, основанная на камерах наблюдения, которая должна работать и в том случае, если система стыковки «Курс» выйдет из строя. При помощи трех камер инженер на Земле получает полную картину маневра сближения и может пристыковать корабль на ручном управлении.