به دنبال پرتاب اول، فعاليت‌هاي مربوط به بهينه‌سازي عملكرد سامانه‌ها براي پرتاب بعدي آغاز شد. اين فعاليت‌ها عمدتاً براساس تجارب به دست ‌آمده از پرتاب اول و به منظور بهينه‌سازي سامانه‌ها و زيرسامانه‌ها، عملكرد محموله و ايستگاه زميني و همچنين نيروي انساني انجام گرفت و سرانجام در آذرماه 1387 دومين محمولة آزمايشگاه فضايي با موفقيت پرتاب شد. بازيابي سالم محموله و به اولين تصويربرداري فضايي توسط يك سامانة فضايي ايراني از دستاوردهاي اين پرتاب بوده است. محمولۀ سوم آزمايشكاه فضايي كاوشگر 3 علاوه بر زیرسامانه‏‌‌هاي ارسال داده و تصوير،  كامپيوتر پرواز، سنجش محيطي، جدايش و بازیابی شامل نخستين محموله زيستي بوده است. اين كاوشگر توانست نخستين محمولۀ زيستي را با هدف مطالعات زیستی پايه و فراهم كردن زمينة مطالعات پیشرفتهتر در آینده، به فضا بفرستد.  پژوهشگران و كارشناسان طرح آزمايشگاه فضايي، در اين كاوشگر از نتايج پرتابهاي قبلي براي بهينهسازي محمولة آزمايشگر استفاده كردند تا توانستند در پرتاب كاوشگر 3 در بهمنماه 88، موفقيت بينظيري براي جامعة علمي كشور به ارمغان آورند. هدف از كاوشگر 3 پرتاب يك مجموعه آزمايشگاه زيستفضايي، ارتقاي سامانههاي الكترونيك و تلهمتري دادهها و سامانة سنجش محيطي است. در اين راكت سامانه‌هاي الكترونيكي محموله براساس شواهد پرتاب‌هاي قبلي، بهينه‌سازي شده‌اند. سازة اين راكت نيز همانند نمونه قبلي آن، براساس تئوري مجموعه‌هاي مستقل طراحي شد به نحوي كه براي ايجاد محموله‌اي با قابليت‌هاي مختلف، مجموعه‌هاي مستقل با مأموريت مشخص به يكديگر مونتاژ مي‌شوند. بنابراين گسترش محمولة علمي براي ايجاد تحقيقات مختلف امكان‌پذير است. با يكپارچه‌‌سازي محموله با موتور پرتاب‌كننده، مجموعة كاوشگر 3 حاصل از يكپارچهسازي محموله با موتور پرتابكننده است كه با انجام آزمايش‌هاي پيش از پرتاب و استقرار ايستگاه‌هاي زميني، محمولة كاوشگر 3 آماده پرتاب شد. در اين پرتاب، در مقابل ديدگان كارشناسان و متخصصاني كه به صورت مستقيم نظاره‌گر فيلم ارسالي از محموله بودند، محموله تا لايه‌هاي فوقاني جو بالا رفت تا حدي كه انحناي كرة زمين در فيلم‌ها پيدا شد. سپس با رسيدن محموله به نقطة اوج، فرايند بازگشت محموله به جو آغاز شده و پس از دقايقي، محموله به وسيلة سامانه بازيابي خود به زمين بازگشت و توسط تيم زميني مستقر در منطقة عمليات بازيابي شد. تمام عمليات محموله از ايستگاه‌هاي زميني مستقر در سايت پرتاب و ساخته‌شده توسط پژوهشگاه، كنترل و مراقبت مي‌شد.
استفادهاز راكتهاي كاوش، به منظور مطالعات زيستي در برنامههاي تحقيقاتي بخش زيست-فضايي كشور بسيار حائز اهميت است. از اينرو، با توجه به رويکرد کشور به تحقيقات زيستی در فضا، به پشتوانة موفقيت هاي كسبشده در زمينة فناوري فضايي لازم است که براي رسيدن به اين مهم گامهاي سنجيدهاي برداشته شود.