15:52 czasu moskiewskiego, została wydana komenda radiowa rozpoczynająca procedurę powrotu kabiny załogowej. Statek miał zmienić położenie i oddzielić resztę statku od kapsuły, a ta o własnych silnikach miała skierować się do atmosfery, gdzie oba obiekty miały zakończyć swoje istnienie. Jednak wskutek błędnej reorientacji statku, silniki umieściły statek na nowej orbicie eliptycznej (307/690 km), leżącej w płaszczyźnie pokrywającej się nieomal z pierwotną płaszczyzną orbity. Satelita i ostatni człon rakiety nośnej były widoczne nieuzbrojonym okiem, jako bardzo jasne obiekty (przy sprzyjających warunkach – pierwszej wielkości gwiazdowej) i były niejednokrotnie obserwowane w Polsce. Na pokładzie satelity znajdował się radionadajnik „Sygnał”, pracujący ma częstotliwości 19,995 MHz oraz specjalne urządzenia radiowe do przekazywania danych o pracy zainstalowanej aparatury i dokładnych pomiarów parametrów orbity. Urządzenia na pokładzie były zasilane w energię elektryczną za pomocą baterii chemicznych i paneli słonecznych. Statek powrócił do atmosfery samodzielnie – przez przyciąganie grawitacyjne Ziemi – pięć lat później, 15 października 1965 roku, o godz. 21:21 GMT. Rozpadł się na sześć części, które zostały odnotowane w katalogach COSPAR.