Удивительная личность и другой член экипажа «Осоавиахима», Андрей Васенко, главный конструктор по аэростатостроению Института аэрофотосъемки. Он работал над созданием аэростатов, предназначенных для метеорологических наблюдений в высоких слоях атмосферы и для аэрофотосъемок больших площадей земной поверхности. Васенко пытался также разрешить проблему обледенения воздушных кораблей.

Самый молодой член экипажа Илья Усыскин, сын кузнеца, уже в четырнадцать лет в совершенстве владел немецким, читал в подлиннике Гейне и Гете. Во время учебы в аспирантуре Физико-технического института (Ленинград) Усыскин выполнил две крупные научно-исследовательские работы по дифракции быстрых электронов. «Да, это открытие мирового значения», — отмечал его наставник академик А.Ф. Иоффе. Позже молодой ученый сконструировал компактную камеру Вильсона для исследований космических лучей.

Стратонавтам «Осоавиахима-1» предстояло получить новые сведения о физическом состоянии верхних слоев атмосферы, химическом составе воздуха, природе космических лучей, интенсивности космического излучения, величине напряженности магнитного поля Земли в стратосфере.

Для проведения научных наблюдений стратостат оснастили лучшими приборами, созданными в Главной геофизической обсерватории, а также в Радиевом и Физико-техническом институтах. Полет заинтересовал и ученых Института экспериментальной биологии, решивших отправить в стратосферу «команду» мушек-дрозофилл.

Старт «Осоавиахима-1» намечался на 30 сентября 1933 года. Перед ним на невиданную для того времени высоту, 19000 м, поднялся другой стратостат — «СССР-1». Однако неожиданно задул резкий ветер, и с отправлением «Осоавиахима-1» пришлось повременить.

Метеорологическая обстановка не улучшалась. Из-за плохой осенней погоды полет стратостата по решению Центрального совета Осоавиахима отсрочили до весны следующего года. Научную аппаратуру гондолы демонтировали и отправили в Ленинград; сложили и убрали в чехол оболочку стратостата. В конце октября на берега Невы приехал экипаж стратостата «СССР-1». В беседе с ленинградскими журналистами его командир Прокофьев сообщил, что он и его товарищи готовятся повторить рейд в стратосферу, не ожидая наступления теплых дней, — зимой.

Но Павел Федосеенко думал о том же. И вскоре в Центральный совет Осоавиахима поступил его рапорт с предложением начать подготовку к первому в истории воздухоплавания зимнему полету в стратосферу. Получив одобрение совета, отважные воздухоплаватели поспешили в Москву.

По прогнозу Главной геофизической обсерватории благоприятные условия для полета в стратосферу ожидались в период с 20 по 24 декабря, а также 20—21 января и в конце января 1934 года.

Экипаж получил инструкции по обращению с приборами. Федосеенко и Васенко освоились с приборами управления и закончили основные работы по подготовке к монтажу стратостата. Усыскин все сомневался, стоит ли ему лететь: выяснилось, что камера Вильсона для наблюдения за космическими лучами в зимних условиях непригодна и заменяется приборами Гесслера.