С 19 по 26 мая 2012 г. члены международного экипажа Марс 500 принимали участие в параболических полетах, организованных Европейским космическим агентством и французской компанией NovoSpace. Полеты выполнялись на самолете Airbus A300 Zero-G, специально оборудованном для проведения исследований в условиях невесомости.

Полеты, в процессе которых моделируется невесомость, осуществляются по траектории, называемой параболой Кеплера (отсюда и название полетов – параболические). На практике это выглядит следующим образом. Самолет летит горизонтально на высоте 6 000 метров. Затем, под углом 45 градусов он резко поднимается до 8 500-9 000 метров. Этот процесс занимает около 20 секунд, на протяжении которых, люди на борту самолета испытывают перегрузку 1,8-2 g, направленную «сверху вниз» (перегрузка «голова-таз») и чувствуют отток крови от головы. На высоте 8 500-9 000 метров пилот убирает тягу двигателя до минимума, и пока самолет продолжает движение по инерции, все кто находятся на его борту, испытывают чувство невесомости. Длится это 22-25 секунд. Затем самолет начинает быстро снижаться под углом 45 градусов до исходной высоты 6 000 метров. В этот момент на его борту снова возникает перегрузка 1,8-2 g, но направлена она уже снизу вверх (перегрузка «таз-голова») и человек при этом испытывает прилив крови к голове. Длительность этого этапа составляет так же около 20 секунд.

Каждый экспериментальный полет включал в себя последовательное выполнение 31 параболы и 5 виражей (движение по горизонтальной дуге с ускорением). В течение всего полета проводились физиологические исследования, производился забор крови, выполнялись психологические и когнитивные («умственные») тесты. Основная цель данного эксперимента – детальное изучение механизмов регуляции, позволяющих человеку адаптироваться к неблагоприятным факторам полета (невесомость, разнонаправленные перегрузки). Испытания прошли успешно. И экипаж Марс 500 и организаторы полетов удовлетворены результатами.