Elérkeztünk a harmadik kutatási szakaszhoz, amely az utolsó lépés volt affelé, hogy élőlényeket küldejenek a közeli Föld körüli pályára.
1957-1960 között a kutyák 212-453 km-es magasságig repültek és nem katapultáltak, hanem a rakéta fejével együtt landoltak, csak úgy, mint a kezdetekkor. Ezen kívül fehér patkányok és egerek is utaztak a kutyákkal, nyulat pedig kétszer küldtek az űrbe. E szakaszban már az új kabinok tesztelését végezték, így élőlények először lépték át a Kármán-vonalat (100 km-es magasság), és elérték 473 km-es magasságot.
Harmadik kutatási szakasz 1957-1960
16. Rizsájá (Vöröske) és Dzsojna (sikertelen)
1957. május 24-én került sor az indításra R-2A rakétán. A kutyák repülés közben az utastér nyomáscsökkenése miatt áldozatul estek.
17. Bjelka (Mókus) és Modnyica (Csinoska) (sikeres)
1957. augusztus 25-én került sor az indításra. Az egész folyamat alatt Bjelka altatásban volt.

18. Bjelka (Mókus) és Dámka (Hölgy) (sikeres)
1957. augusztus 31-én került sor az indításra R-2A rakétán. Bjelka ismét altatásban volt, de a repülést így is sikeresen teljesítették.

19. Bjelka (Mókus) és Modnyica (Csinoska) (sikeres)
1957. szeptember 6-án, kettő héttel az előző indításuk után a páros ismét a levegőbe emelkedett az R-2A rakéta fedélzetén, de ezúttal Modnyica volt altatásban.
20. Pálma és Pusok (Pihe) (sikertelen)
1958. február 21-én került sor az indításra az R-5A rakétán. A cél a 473 km-es maximális magasság elérése volt és először alkalmazták az új kialakítású, különleges túlnyomásos kabint. Azonban a repülés során a kabinban váratlan nyomáscsökkenés következett be, így sajnos Pálma és Pusok elpusztultak.

21.-22. Kuszacska (Csipeszke) és Pálma2 (sikeres)
1958. augusztus 2-án és 13-án egymás után két indítás történt az R-2A rakétán. A túlnyomásos kabinban a terhelések 6 és 10G között változtak. A repülés sikeres volt. Később Kuszacskát Bátor névre keresztelték át.

23. Pjosztraja (Tarka) és Beljanka (Szöszke) (sikeres)
1958. augusztus 27-én került sor az indításra az R-5A rakétával. A rakéta 453 km-es magasságot ért el, és ez volt a legnagyobb magasság, amelyet kutyákkal indított rakéta valaha is elért és onnan épségben vissza is tért. A kabinnyomás terhelése 7 és 24G között változott. Pjosztraja és Beljanka rendkívül fáradtan és zihálva tértek vissza, bár fiziológiájukban semmilyen rendellenességet nem találtak.

24. Zsulba (Szélhámos) és Knopka2 (Gombocska2) (sikertelen)
1958. október 31-én került sor az indításra az R-5A rakétán. A kabin 415 km-es magasságot ért el, azonban leszállás közben az ejtőernyős rendszer meghibásodott és a kutyák áldozatul estek.
25. Otvázsnája (Bátor) és Sznyezsinka (Hópehely) (sikeres)
1959. július 2-án (más források szerint július 8-án) került sor az indításra az R-2A rakétán. Otvázsnája korábban Kuszacska néven, Sznyezsinka pedig később Gyöngyös, majd Csibész néven volt ismert. A pilótafülkében a kutyák között volt egy szürke nyúl, Marfuska is. A nyúl szorosan be volt kötve, feje és nyaka a testéhez volt rögzítve. Ez a szempupillájának pontos filmezéséhez volt szükséges, így a kísérlet során a szem egyenes izomzatának izomtónusát határozták meg. Az így kapott anyag a teljes súlytalanság körülményei között izomtónus-csökkenésről tanúskodott. A repülés sikeres volt.

26. Otvázsnája (Bátor) és Zsemcsuzsnajá (Gyöngyös) (sikeres)
1959. július 10-én került sor az indításra az R-2A rakétán. Otvázsnája és Zsemcsuzsnajá (korábban Hópehely) sikeres repülést hajtott végre és épségben visszatértek.

27. Otvázsnája (Bátor) és Maljok (Halacska) (sikeres)
1960. június 15-én került sor az indításra, aminek során elérték a 206 km-es magasságot. A kabinban lévő kutyákkal együtt egy nyúl, Zvjozdocska (Csillagocska) is utazott. Otvázsnája megtette ötödik repülését, ezzel beállítva a legtöbb kutyaindítás rekordját. Jelenleg a képmása az Oroszországi Állami Központi Kortárs Történeti Múzeumban található meg.

28. Pálma2 és Maljok (Halacska) (sikeres)
1960. szeptember 16-án került sor az indításra az R-2A rakétán. A repülés sikeres volt.
29. Albina és Cigánylány (sikeres)
A küldetés időpontja nem ismert. Angol nyelvű oldalak tesznek említést a küldetésről, érdekes, hogy az intenzív kutatás ellenére orosz nyelvű oldalakon nem találtam nyomát. A leírás szerint Albina és Cigánylány a repülés során 85 km-es magasságban a feladatnak megfelelően katapultáltak és szerencsésen földet értek. Cigánylányról más adat nincs, nem zárható ki, hogy csak ebben a küldetésben viselte ezt a nevet. Albináról tudjuk, hogy 1956. június 7-én és 14-én, két alkalommal repült Kozjavkával, valamint, hogy felkészítést kapott a Szputnyik-2 programra, de abban végül nem vett részt. A Szputnyik-2-t 1957. november 3-án indították. Ennek megfelelően erre a repülésre 1956 végén, 1957 elején kerülhetett sor R-1E vagy R-2A rakétával.
A sorozat első és második része itt olvasható:
Szovjet űrkutyák – 1. rész
Szovjet űrkutyák – 2. rész