30 января 1934 года советский стратостат «Осоавиахим-1» впервые в мире достиг высоты 22 км. Однако при спуске потерпел катастрофу стратостат «Осоавиахим-1» и все члены экипажа — Федосеенко, Васенко и Усыскин — погибли.
В июне 1934 года оболочка была доведена в объеме до 24940 кубометров. А уже в августе готовый стратостат осмотрела комиссия Гражданского воздушного флота под руководством Спасского и посчитала его годным к полету, несмотря на то, что люк кабины признали неудовлетворительным по возможности его закрывать. Экипаж «Осоавиахима-1» составили трое стратонавтов Павел Федосеенко, Андрей Васенко и Илья Усыскин. «Граждане стратосферы», «красноармейцы воздуха», «революционеры науки», «триумфаторы неба» — так называли их в газетах. Командир Павел Федосеенко воздухоплаванием увлекся в 1915 году, когда ему не исполнилось и семнадцати лет. Во время Гражданской войны он руководил воздухоплавательным отрядом и только на врангелевском фронте совершил сто разведочных подъемов на аэростате. С 1921 года Федосеенко регулярно участвовал в полетах и ставил новые рекорды. Он окончил Военно-воздушную академию и факультет дирижаблестроения Комбината гражданского воздушного флота. Мечта о полете в стратосферу зародилась у Федосеенко после того, как он вместе с А.А. Фридманом поднялся на рекордную для СССР высоту — 7400 метров. Удивительной личностью был 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 Ленинграда 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 (19 км) 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.
Целый день 29 января прошел в заседаниях; вечером накануне полета только в 0.12 экипаж ушел с очередного собрания. Стратонавты сами подсчитали весовой полетный баланс и сделали расчет балласта и во втором часу ночи отправились спать. 30 января, с 8 до 9 часов утра, прошла предполетная подготовка стратостата, произведено окончательное взвешивание перед стартом. К расчетным весам накануне добавили 180 кг балласта. За счет использования маневренного и аварийного балластов при спуске стало возможным поднять потолок полета до 20,5 км. 30 января, в 9.07, «Осоавиахим-1» начинает подъем. Через девять минут экипаж передает первую радиограмму «Слушайте, слушайте! Говорит «Сириус»! Высота 1600 м. Прошли облака. Температура минус 3 градуса». Метеорологи на земле вздохнули с облегчением прогноз погоды точен; обледенение стратостата исключено. Достигнув высоты 6500 м, стратонавты приступают к исследованиям, берут первую пробу воздуха, делают записи в бортовом журнале. В 9.32 сообщают о неполадках в работе радиостанции ответов с земли не слышно. В 9.56 новое сообщение «Говорит «Сириус»! Высота 15 км по альтиметру... Ведем непрерывные наблюдения космических лучей. Взяты три пробы воздуха. Внизу сплошная облачность. Определить направление невозможно». Метр за метром приближается «Осоавиахим-1» к высоте, достигнутой «СССР-1».
Оболочка стратостата принимает шарообразную форму. К этому времени обнаружилась еще одна неполадка плохо работает поглотитель углекислоты и влаги; это обстоятельство не раз отмечается в бортовом журнале. «10.14. Говорит «Сириус»! Высота 19 000 м», — доносится голос из стратосферы. После небольшой паузы высотный репортаж возобновляется «Говорит «Сириус»! У микрофона командир стратостата Федосеенко. Штурмуем высоты двадцатого километра». Не желая вызывать беспокойство на земле, экипаж умалчивает обо всех неудобствах, вызванных плохой работой регенерационной установки, и продолжает вести наблюдения в стратосфере. Почти через час донеслось «Говорит «Сириус»! Время сейчас 11.16. Высота по альтиметру 20500 метров...» — И вновь шумы и трески поглотили далекий голос. «Но и услышанное очень важно. Уже сейчас стратонавты на высоте, на которую до этого не поднимался ни один человек», — заметил журналист Михаил Кольцов. Подъем стратостата продолжался. Вскоре с борта «Осоавиахима-1» удалось принять еще несколько радиограмм «11.42. Говорит «Сириус»! Высота 20 600 м. Слушайте, слушайте! Передаем радиограмму XVII съезду партии». «11.49. Говорит «Сириус»! Производим непрерывные наблюдения и опыты... для изучения космических лучей...» «Алло! Говорит «Сириус»! Временно прекращаем прием и передачу, для того чтобы включить патроны для поглощения углекислоты...» Вскоре после этого радиосвязь со стратостатом окончательно потеряна. Все вызовы с земли оставались без ответа.
Однако никто не думал, что триумфальный полет закончится трагедией. Изучение всех имевшихся материалов — дневников, бортжурнала, показаний приборов — позволило восстановить картину полета стратостата и трагического финала. Из записей Васенко и Усыскина следует, что стратостат в 12.33 достиг высоты 22 километра, держался на этой высоте 12 минут и в 12.45 пошел на медленное снижение. Для обеспечения спуска один из членов экипажа держит открытым клапан в течение трех минут. Но стратостат, прогретый яркими лучами солнца, не торопится идти вниз. Только через три четверти часа начинается безостановочный, пока еще медленный, не внушающий никаких опасений спуск. Под влиянием нагрева от солнца «Осоавиахим-1», несмотря на значительный выпуск газа через клапан, снижается медленно. В 15 часов стратостат находится еще на высоте 18 км. Солнце идет к горизонту; создается опасность быстрого спуска как от уменьшения интенсивности нагрева оболочки аэростата солнцем, так и от обтекания оболочки холодным воздухом при спуске (температура наружного воздуха порядка минус 50 градусов).
До высоты 17800 м «Осоавиахим-1» снижался со скоростью 1 м в секунду. На высоте 14300 м, за 50 минут до катастрофы, стратонавты, еще не подозревая об опасности, берут на исследование двадцатую по счету пробу воздуха. Затем скорость спуска медленно нарастает, на высоте 13400 м она составляет уже 2 м в секунду; идет охлаждение газа. В 16.00 «Осоавиахим-1» все еще в стратосфере. В 16.01 в бортжурнале появляется неразборчивая запись о балласте. За несколько минут до гибели Васенко пишет «Альтиметр, 13 400 м. Время 16.05. Идем вниз. 16.0... Солнце ярко светит в гондолу. Красота неза... 16.13,5. Альтиметр, 12000 м». Высота 12 км; температура газа приближается к температуре наружного воздуха; подъемная сила газа вследствие этого резко уменьшается. Для спасения положения требуется сбросить 720-800 кг балласта; на борту же, включая аварийный балласт, всего 420 кг. Но даже имевшийся балласт не использован. Скорость снижения стратостата с 12 км до земли около 15 м в секунду. На высоте 1500-2000 м, по заключению специальной комиссии, стропы аэростата оборвались, не выдержав динамической перегрузки. Гондола отделяется от оболочки и, все убыстряя движение, начинает падать на землю. Выбраться через люк наружу и воспользоваться парашютами уже невозможно. Экипаж в период снижения в течение девяти с половиной минут находился в беспорядочно вращающейся кабине, ударяясь о приборы. По мнению комиссии, «начало катастрофы должно быть отнесено к высоте, превышающей 8 километров, поскольку в противном случае пилоты имели бы возможность открыть люк или хотя бы разбить стекла иллюминаторов и выбросить балласт, бутылки кислорода и другие предметы внутренней аппаратуры гондолы и пытаться спастись на парашютах».
В 16.23 (или двумя минутами раньше) стратостат ударился о землю. «Осоавиахим-1» упал в 470 километрах от места старта, у самой околицы мордовской деревни Потиж-Острог Инсарского района. Гондола стратостата смялась от страшного удара о землю. Оторвавшуюся еще в воздухе оболочку отнесло на несколько километров в сторону. Все приборы, находившиеся в гондоле, разбились. На месте катастрофы обнаружили погнутые карманные часы — стрелки остановились на 16.23. Местное население, проявив инициативу, сломало люк гондолы, вытащило наружу останки людей, разбитые приборы. Улетевшую оболочку стратостата растащили по частям окрестные крестьяне. 1 февраля 1934 года комиссия по расследованию причин катастрофы стратостата докладывала в Москву «Трупы совершенно исковерканы. Больше всего изуродован Федосеенко, череп которого собрать не удалось.
Подробный анализ трупов приводит к заключению, что команда погибла не от удушья или от других причин, а от сильного удара гондолы о землю. Отсутствие на участниках команды парашютов, закрытый люк и ряд других фактов указывают, что несчастье произошло для команды внезапно и застигло ее врасплох. Катастрофа произошла так молниеносно и неожиданно, что команда не успела сделать самого элементарного, т.е. открыть люк. Трупы приведены в порядок, собраны по частям, уложены в гробы и доставлены на станцию Кодоскино, где и погружены в вагон...» В записке И.В. Сталину нарком по военным и морским делам К.Е. Ворошилов отмечает, что причиной гибели стратостата стало стремление экипажа «поставить мировой сверхрекорд, не считаясь с техническими возможностями стратостата и условиями полета». Основной вывод комиссии полет обеспечен до высоты 19500 м. Подъем на высоту 20500 м при всей напряженности не создавал угрозы аварии; подъем до 22000 м неизбежно вел к фатальному исходу. В блокноте Васенко есть запись, по времени относящаяся к 15.00, следующего содержания «Федосеенко распутывает клапанную веревку, запутавшуюся в метереографе». Комиссия предположила Федосеенко не удалось распутать веревку, и он не заметил, что она осталась в натянутом положении. Вследствие этого клапан оболочки продолжал оставаться открытым, газ выходил, и по мере увеличения его выхода оболочка утрачивала подъемную силу, и вся система стремительно пошла вниз.
При быстром падении стратостата материя оболочки затормаживала спуск и создавала увеличенную нагрузку на стропы; когда она дошла до предела, стропы, не выдержав, лопнули. В 1935 году в книге «Полеты в стратосферу» профессор-метеоролог, директор Аэрологического института Главной геофизической обсерватории П.А. Молчанов еще раз возвращается к причинам катастрофы «Осоавиахима-1». По его мнению, стратостат развил при спуске столь большую скорость по той причине, что стратонавты долго держались на достигнутой ими высоте, где «нагревающее действие солнечных лучей оказывается очень большим... оболочка шара и заключенный в ней водород перегрелся до 8 градусов выше нуля, и газ расширился и частично вышел из оболочки». Когда стратостат пошел на снижение — а для этого понадобилось стравить еще часть газа, — газ начал охлаждаться. «Чем больше сжимался газ, тем меньше становилась подъемная сила аэростата. Наконец гондола, тянувшая стратостат вниз, развила очень большую скорость». Крепления гондолы к оболочке не выдержали возникших перегрузок и оборвались.
XVII съезд партии почтил вставанием память отважных воздухоплавателей; его делегаты в полном составе присутствовали на похоронах у Кремлевской стены. Все члены экипажа посмертно награждены орденом Ленина.
