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 20500 м.
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 15000 м 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 19000 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 20600 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.