Opis misji Vanguarda 2 użyto do prób wyznaczenia gęstości atmosfery za pomocą oporu. Było to możliwe dzięki prostemu, symetrycznemu kształtowi statku. Eksperymentatorzy chcieli wyznaczyć gęstość atmosfery w funkcji wysokości, szerokości geograficznej, pór roku i aktywności Słońca. Badania te zaplanowano dopiero po starcie. Rozsądne wartości gęstości zostały otrzymane z sekwencyjnych obserwacji pozycji satelity. Dokonywano tego poprzez naziemną sieć kamer Bakera-Nunna oraz radiowych i radarowych technik śledzenia.
Fotokomórki satelity zbierały informacje o pokrywie chmur leżących między równikiem a 35° - 45° szerokości geograficznej północnej. Fotokomórki znajdujące się w ogniskach teleskopów były zwrócone w przeciwnych kierunkach. Mierzono albedo Ziemi, czyli intensywność promieniowania słonecznego odbitego od chmur (ok. 80%), lądów (15-20%), mórz i oceanów (5%). Ruch satelity powodował, że fotokomórki skanowały Ziemię w formie kolejnych linii obrazu. Rejestrator włączał się, gdy tylko satelita wszedł w obszar oświetlony Słońcem. Dane zbierano w czasie ok. 50 minut z każdej orbity (o okresie ok. 127 min). Dane rejestrowano na taśmie magnetycznej, której odczyt wyzwalano z Ziemi poprzez radiokomendy. Odtworzenie taśmy i przesłanie danych zabierało 60 sekund.