przygotowania załogi, a w czerwcu 1995 dowódcą załogi mającej lecieć na stację Mir, wraz z Aleksandrem Kaleri.
Od 17 sierpnia 1996 do 2 marca 1997 odbywał swój pierwszy lot kosmiczny jako dowódca statku Sojuz TM-24 i stacji kosmicznej Mir; startował wraz z Aleksandrem Kaleri, Francuzką Claudie Haigneré i Niemcem Reinholdem Ewaldem. Dwa razy wychodził w otwartą przestrzeń kosmiczną. Spędził w kosmosie 196 dni, 17 godzin, 26 minut i 13 sekund.
Od 5 czerwca do 7 grudnia 2002 wykonywał swój drugi lot kosmiczny jako dowódca statku Sojuz-TM i Międzynarodowej Stacji Kosmicznej wraz z Siergiejem Trieszczowem i Amerykanką Peggy Whitson. Na stację wystartował 5 czerwca 2002 amerykańskim wahadłowcem Endeavour (misja STS-111) jako specjalista lotu; przebywał na stacji kosmicznej od 7 czerwca do 2 grudnia 2002, podczas pobytu dwa razy odbywał kosmiczny spacer. W tej misji spędził w kosmosie 184 dni, 22 godziny, 15 minut i 36 sekund. Na Ziemię powrócił również wahadłowcem Endeavour, tym razem realizującym misję STS-113.