Прошло всего три года после гибели «Италии», то и дело поступали сообщения о катастрофах с дирижаблями в обычных, отнюдь не арктических условиях (именно повышенная опасность эксплуатации дирижабля и послужила главной причиной его «отмены» в качестве транспортного средства). Что ждало «Графа Цеппелина» в воздушном пространстве над пустынной Арктикой, где не было не только ни одного аэродрома с причальной мачтой — сотни и тысячи километров отделяли там одну крошечную зимовку от другой? Что уготовит на этот раз Самойловичу судьба, ему, который совсем недавно выступал в роли спасателя экипажа итальянского дирижабля?
Сколько раз говорил он об осторожности, о необходимости для полярного исследователя всегда и во всем соблюдать чувство меры, однако сам без колебаний отправился в полет, чреватый — это понимал каждый — серьезными опасностями. Разгадка была проста: не стремление к авантюре, к рекордсменству, к пресловутому самоутверждению, а неумолимый внутренний зов, неутоляемая страсть исследователя влекли его в неведомое, всю жизнь влекли в дальние страны, в высокие широты, а теперь увлекли в высокое небо. И писал он об этом спокойно, но одновременно горячо и откровенно: «Советские полярные исследователи не стремятся устанавливать какие-либо рекорды, перед ними стоит тяжелая, но вместе с тем возвышенная задача… Достижение полюса не может служить в настоящее время исключительной целью полярных экспедиций… Мы не хотим больше отдавать жизнь человека, хотя бы даже за самые высокие научные достижения. Мы должны, мы можем, благодаря высокому уровню современной техники, работать без жертв. На пути к полюсу не должно быть более могил!»
Воздушный научный рейс первоначально задумывался как рейс полюсный, с подробным обследованием Центрального полярного бассейна, однако профессор Самойлович предложил иную программу, гораздо более широкую и менее «рекламную». Она объединяла и теоретическую, и прикладную науку, должна была выявить сугубо технические свойства дирижабля в условиях высокоширотного полета. Предполагалось также побывать на острове Домашнем, у Георгия Алексеевича Ушакова и его товарищей.
Начальная стадия полета «Цеппелина» протекала спокойно, работа ждала их в районе Земли Франца-Иосифа. В бухте Тихой дирижабль сделал заранее намеченную посадку на воду. Кажется, это было осуществлено впервые, все, что бывало до сих пор, случалось вынужденно, по острой необходимости. Здесь же «Цеппелин» сел на воду, чтобы обменяться почтой со специально пришедшим сюда с этой целью ледокольным пароходом «Малыгин». Узлом связи на судне заведовал начинающий полярник Папанин, а одним из иностранных туристов на борту был Умберто Нобиле (который вскоре на несколько лет приехал в нашу страну и много сделал для развития отечественного дирижаблестроения).
Самойлович был научным руководителем полета, вопросы технические, вроде взлета и посадки, были вне его компетенции. Но куда денешь многолетний арктический опыт!.. Узнав о намерении Эккенера сесть в акватории бухты Тихой, он принялся убеждать его, что название бухты вовсе не соответствует ее истинному нраву, что там «гуляют» опасные и почти еще не изученные подводные течения, что в любой момент могут появиться льды и поэтому следует садиться только в открытом море. Тем не менее «Цеппелин» сел в бухте. Едва начался обмен почтой, как течение властно подхватило гондолу и стало бить ее о крупные льдины, неведомо когда успевшие здесь появиться… Дирижабль быстро взлетел, и все с облегчением вздохнули.
Маршрут «Графа Цеппелина» был следующим: Германия — Ленинград — Карелия — Архангельск — Баренцево море — Земля Франца-Иосифа — Карское море — Северная Земля — берег полуострова Таймыр — Карское море — Новая Земля — Белое море — Архангельск — Ленинград — Германия.
Над Землей Франца-Иосифа заработала аппаратура: немецкие аэрофотосъемщики повели воздушное фотографирование островов, а затем и побережья материка. За немногие часы рождались точные географические карты наиболее труднодоступных и опасных районов Арктики, на обследование которых полярники прошлого тратили годы, постоянно рискуя жизнью.
Дирижабль летал галсами, то и дело меняя курс, Эккенер и его пилоты послушно выполняли маневры, задуманные научным руководителем рейса. Самойлович хотел увидеть с высоты как можно больше.
Во время полета он был не только географом, но и геологом, гляциологом, геоморфологом, почвоведом. Дрейфующие и материковые льды, свидетели и реликты былых оледенений Земли, бушующие в открытом море волны, редкая северная растительность, болота и морены — все это попадало в поле зрения наблюдателя-исследователя, чтобы навсегда запечатлеться и в его памяти, и в его записях. По словам Эрнста Кренкеля, следившего за восторженно прильнувшим к иллюминатору профессором, Самойлович превратил «громаду «Цеппелина» в прибор для научного исследования подробностей, увидеть которые иными средствами тогда было просто невозможно».