2002年12月30日我国连续发射了SZ-4号飞船，应用系统任务以微波遥感对地探测、空间环境监测和科学实验为主，自主飞行期间主要进行微重力流体物理科学和生物技术研究实验，同时穿插进行微波遥感对地探测和空间环境监测。留轨期间主要进行微波遥感对地探测和空间环境监测、新技术试验。装载在飞船上的有效载荷和有效载荷公用设备52件。

　　1、多模态微波遥感器对地探测

　　微波遥感是新型的对地探测手段，被世界各先进国家广为重视，我国从八十年代开始陆基和航空微波遥感设备的研制，近20年来得到长足发展。利用空间微波遥感进行对地观测，具有全天候特点，而采用多模态微波遥感器（M3RS）包括微波辐射计/微波高度计和微波散射计,它们的综合观测将得到更丰富的信息。在SZ-4飞船上进行试验性应用的目标为海洋、大气和陆地。利用辐射模态(RAD)探测降水、水汽含量、积雪、土壤水分、海面温度；利用高度模态(ALT)探测海面高度、有效波高与大洋环流；利用散射模态(SCAT)探测海面风速与风向。

　　在轨试验时可按辐射模态(RAD)、高度模态(ALT) + 辐射模态(RAD) 、散射模态(SCAT) + 辐射模态(RAD) 三种组合模式进行工作。

　　2、综合精密定轨试验

　　多模态微波遥感器使用高度模态测量海面拓扑高度进行精密测量，对飞船的定轨精度，特别是径向高度的精度的精密确定要求很高。根据多次论证，确定采用激光雷达（SLR）测距、船载GPS定位和飞船统一S波段测速测距系统(USB)的观测资料对飞船进行综合精密定轨的方案，把定轨精度提高到径向误差优于2～3米（1σ）。船载设备有：GPS接收机、GPS接收天线、GPS数据处理单元和激光反射器。

　　3、空间细胞电融合实验研究

　　细胞融合技术是生物加工、培育新品种和生物制药的新技术。利用空间微重力条件进行细胞融合实验的目的是利用在微重力条件下，细胞在融合液中重力沉降现象消失，可以提高电融合杂种细胞得率和细胞活力，为人类利用微重力资源进行空间制药探索新方法。

　　SZ-4进行动物细胞和植物细胞2项电融合实验：

　　1、采用纯化的乙肝疫苗病毒表面抗原（HbsAg）免疫的Balb/o小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤SP2/o细胞进行动物细胞电融合。

　　2、采用有液泡的黄花烟草原生质体和脱液泡的革新一号烟草原生质体进行植物细胞电融合。

　　4、生物大分子和细胞的空间分离纯化实验研究

　　生物医学和生物技术的发展，对一些高纯度的生物材料如氨基酸、多肽、蛋白质、核酸以及各种细胞的分离纯化方法成为重要的基础应用技术。电泳就是离子在外加电场下的迁移现象，由于各种离子在同一电场中的迁移率不同，从而达到分离的目的。连续自由流电泳分离具有效率高、设备操作简单、分辨率好、过程和条件可控、对产物机械损伤小等优点，是制备型的主要分离手段。

　　SZ-4上安排的电泳分离实验主要目的是研究在微重力环境下有关电泳迁移率及各种影响因素而导致的动态过程稳定性控制、分辨率控制以及空间制药分离纯化设备的设计技术等问题。

　　5、微重力流体物理实验

　　流体物理学研究是微重力科学的重点领域, 微重力环境下的液滴Marangoni迁移动力学问题, 既有理论方面的重要性，也有极强的应用背景，如在微重力环境下的材料加工、晶体掺杂、空间焊接及电泳过程中都会遇到液滴或气泡的迁移问题。SZ-4号飞船上采用油酸甘油脂—硅油体系，进行不同Reynold数，在不同温度梯度场下的液滴迁移实验，在相关理论研究中取得新的突破。

　　6、飞船窗口温控技术试验

　　飞船轨道舱的对外观察光学窗口已在SZ-1~SZ-3飞船上使用，其结构特性和密封性得到了考核，在SZ-4飞船上为窗口组件配置了主动温控设备，对窗口进行温控试验，改善其窗口玻璃的热光学特性，为今后利用光学窗口开展对地观察打下基础。