Интересно, что "МиГи" летали только по ночам, чтобы их не засекли американские спутники-шпионы; причем "окно" выбиралось таким образом, чтобы над аэродромом не оказалось даже аппаратов радиоэлектронной разведки, хотя подобных ночей было не больше двух в неделю. Уровень секретности поддерживался такой, что все предполетные операции выполнялись под чехлом, а во время испытаний вступал запрет вообще на любые полеты в Подмосковье!

Сами испытания выглядели следующим образом: "МиГ-31Д", двигаясь в заданном направлении на высоте примерно 15–16 км, разгонялся до двух скоростей звука и, совершив маневр "горка", выпускал ракету. Перед каждым полетом в памяти бортового компьютера создавался образ цели (так называемая "зеркальная" цель), на которую и наводилась ракета-перехватчик. Поскольку параметры движения "зеркальной" цели были заранее известны, то предварительно рассчитывался и оптимальный путь ракеты. После пуска система наведения вела ракету по расчетной траектории, определяемой компьютером в реальном режиме времени в зависимости от текущих параметров взаимного движения ракеты и "зеркальной" цели. Полет продолжался до заданной расчетной точки в космическом пространстве, где ракета самоликвидировалась. Точность наведения ракеты на цель определялась величиной отклонений фактической траектории ракеты от "зеркальной".

После отработки методики испытаний в Жуковском к полетам был подключен летчик Токтар Аубакиров, который вместе с Авиардом Фастовцом продолжил испытания машины № 071 на полигоне Сары-Шаган в Казахстане. Затем к ним присоединился и Анатолий Квочур со вторым самолетом. На полигоне были развернуты инструментальные средства космического перехвата: радиолокационно-оптический комплекс распознавания космических объектов "45Ж6" ("Крона") и система передачи команд "46И6". Они позволяли наводить ракету "79М6" ("Контакт") на реальные цели в космосе, однако до фактического перехвата спутников дело так и не дошло. Политическое руководство опасалось, что любой инцидент на орбите вызовет ответную реакцию США, поэтому ни одна из запущенных ракет не несла в себе боевой заряд.

Затем в СССР начались радикальные экономические реформы, переросшие в хаос. Финансирование перспективных авиационно-космических систем упало почти до нуля. Всего до прекращения программы "МиГ-31Д" в первой половине 1990-х годов успели произвести свыше ста запусков противоспутниковых ракет. Обе опытные машины остались на полигоне Сары-Шаган, который перешел под юрисдикцию независимого Казахстана.

Впрочем, попытки реанимировать комплекс под другие задачи предпринимались неоднократно. В 1997 году микояновцы начали разработку системы выведения на околоземные орбиты небольших коммерческих аппаратов с помощью переоборудованного "МиГ-31Д". Модификация самолета получила обозначение "МиГ-31И", а весь комплекс стал называться "Ишим". Он включал в себя два самолета-носителя, трехступенчатую твердотопливную ракету разработки ОКБ "Вымпел" (ныне — Московский институт теплотехники), подвешиваемую между мотогондолами, и воздушный командно-измерительный комплекс на базе самолета "Ил-76МД". Параметры пуска практически повторяли аналогичные для "МиГ-31Д": высота от 15 до 18 км при скорости 2120–2230 км/ч. Согласно проекту, комплекс мог бы выводить спутник массой до 160 кг на высоту 300 км или до 120 кг — на 600 км. Максимально возможный вес спутника, доставляемого на низкую орбиту, не превышал 400 кг. Благодаря мобильности комплекса параметры орбиты выведения могли меняться в широких пределах, включая высокие эллиптические, гелиосинхронные, экваториальные и полярные. Впрочем, запусками коммерческих аппаратов возможности системы "Ишим" не ограничивались — она имела двойное назначение.