把两次单人飞行组织在一起
东方四号接续了苏联早期载人飞行的试验。1962年8月，安德里扬·尼古拉耶夫驾驶东方三号，帕维尔·波波维奇驾驶东方四号，两人各在一艘单人飞船内工作。公布的目标包括建立船间通信、协调航天员行动，以及比较相近空间环境对人的影响。
这次安排既延长了航天员在失重环境中的生活时间，也要求地面同时支持两个对象。原定东方三号飞三天、东方四号飞两天，后来分别延长。飞行期限不是发射前一经写定就不再变化，而是由地面人员结合设备状态和航天员报告反复决定。
设计人员、训练和发射场
科罗廖夫领导的第一特别设计局参与组织飞船与总体任务。发射准备牵连制导、无线电通信、遥测、生命保障、弹射座椅和降落伞等多套系统，各系统负责人分别确认准备情况。尼古拉耶夫和波波维奇在临近发射时仍进行任务训练，包括飞船定向与保持均匀受热的姿态操作。
工程师鲍里斯·切尔托克回忆，发射场首次要连续工作三天：先准备尼古拉耶夫发射，随后清理、准备波波维奇的飞船，再实施第二次发射。地面并没有后来那种具备综合数据显示的飞行控制中心，遥测胶片还要送去冲洗，通信中的声音和语调也帮助人员判断航天员状态。
8月12日的入轨
8月11日，东方三号先行升空。次日莫斯科时间11时02分，波波维奇从丘拉塔姆发射场出发。后一次发射特意配合前一艘飞船经过的时机，使两船入轨后能够较近地通过。实现这一安排，需要掌握发射时刻、轨道平面和运载火箭赋予飞船的速度。
东方四号进入的是地球轨道。两船的相近飞行由发射安排实现，飞船本身并不具备执行轨道交会、对接所需的机动能力。任务可以检验连续组织载人发射与初始轨道精度，也为以后更复杂的空间合作积累经验。
通话、活动和逐渐拉开的距离
东方四号升空约一小时内，两名航天员建立了无线电联系。两人按相互配合的作息安排吃饭、睡眠，进行简单运动和手动姿态控制，还观察、拍摄地球。波波维奇的拍摄包括地平线与昼夜分界线；舱内电视画面也传回地面，部分画面向公众播出。
他们并非始终并肩飞行。相近轨道使两船先近距离经过，随后距离逐渐拉开。飞行后的早期公布将最近距离说成约5公里，10月报告又修订为6.5公里。无线电联系、近距离通过和实际对接在这次任务中属于不同层次，东方四号完成的是前两项。
观察身体，也保存记录
地面医学人员持续关注飞行反应，仪器记录与航天员口头报告相互补充。心脏活动和呼吸等数据，用来观察发射和失重对人的影响。8月14日的公开介绍说，发射时加快的脉搏、呼吸已经恢复正常，尚无令人担忧的心血管表现。
飞行结束后的整理仍在继续。NASA编年报告所收10月22日苏方公布的数据，把波波维奇这次任务累计辐射剂量记为32毫拉德。它对应一个人的一次飞行；测量值、飞行中的初步健康判断和返回后的身体恢复，是研究人员分别处理的记录。
参考：[1]
8月15日的返回
任务后期，东方四号舱内温度与湿度下降，是否继续延长飞行引起讨论。波波维奇报告观察到雷暴，又与事先约定的一条不适暗语混淆，使地面更倾向于结束飞行。切尔托克的回忆保留了这场通信误会，也说明决策是在设备状况和口头报告共同作用下作出的。
8月15日，波波维奇完成约48圈、约71小时飞行，返回哈萨克斯坦。他与返回舱分开，以降落伞落地；两名航天员的落点相距约200公里。东方四号留下的成果，包括较长失重飞行中的工作和生活记录，以及地面在短时间内连续发射、同时支持两艘载人飞船的组织经验。