Конкретно о будущем полете над арктическими морями заговорили в 1929 году в Мурманске, на заседании рабочей аэроарктической группы, в работе которой принимал участие генеральный секретарь общества, тогда еще капитан, Вальтер Брунс.
На заседании было запланировано сразу несколько полетов немецких «цеппелинов» в советский высокоширотный сектор. По постановлению Совета Труда и Обороны СССР за две недели до готовящегося полета Всесоюзным обществом Гражданского воздушного флота по маршруту Архангельск — Канинская земля — остров Колгуев — Новая Земля — Земля Франца-Иосифа (бухта Тихая и мыс Флора) была направлена экспедиция в составе пяти человек с целью изыскания трассы для воздушной линии.
Официальные цели воздушной экспедиции на «цеппелине» были сугубо мирными: решение задач общегеографического характера. Предполагалось посетить отдаленные районы Арктики и произвести их аэрогеодезическую съемку. Кроме этого планировалось выявить технические возможности использования дирижабля в высокоширотной Арктике, провести различные исследования по маршруту. Участники полета собирались совершить посадку на острове Домашнем (у архипелага Северная Земля), где в тяжелых условиях вот уже полтора года работала советская полярная экспедиция Георгия Ушакова. По официальной заявке рейс «Графа Цеппелина» действительно рассматривался как пробный для изучения возможностей устройства полярной станции в Центральной Арктике.
Итак, 24 июля 1931 года LZ-127 вылетел из Фридрихсхафена (Южная Германия) и, сделав посадку в Берлине, через короткое время прибыл в Ленинград (приземлился на Комендантском аэродроме).
В Ленинграде воздухоплаватели долго не задержались. Потом они прошли над Белым морем, островом Моржовец, Канинским полуостровом и вышли в Баренцево море. Затем через новоземельский мыс Желания исследователи направились к арктическому архипелагу Земля Франца-Иосифа (ЗФИ). С помощью радиопеленгатора точно вышли сначала к мысу Флора, а затем и к бухте Тихая.
27 июля в бухте Тихой состоялась их встреча с ледокольным пароходом «Малыгин». Советский ледокол доставил в бухту почту и группу иностранных туристов. Правда, интерес последних не был ограничен только полетом международной экспедиции. Ведь всего год назад на ЗФИ был найден уголь. Какой в связи с этим будет дальнейшая роль этого арктического архипелага, пока еще никто не знал, хотя, разумеется, каждый из присутствующих здесь догадывался. Наиболее заметной (и единственно сегодня известной) фигурой среди иностранных туристов был… знаменитый итальянский полярный исследователь генерал Умберто Нобиле, не раз сам стремившийся попасть в центральные районы Арктики.
В бухте Тихой «Граф Цеппелин» совершил короткую посадку-приводнение (всего на 10–15 минут). До того как северный ветер начал бить его гондолу о разрозненные льдины, на борт дирижабля удалось принять небольшую часть подготовленной для воздухоплавателей почты, а доктору Эккенеру и профессору Молчанову переговорить с генералом Нобиле.
В продолжившемся полете над наименее изученными районами ЗФИ впервые была заснята береговая линия ряда арктических островов. Кроме того, было сделано несколько новых географических открытий, а также подтверждено или опровергнуто то, что ранее казалось сомнительным.
От Земли Франца-Иосифа весь дальнейший исследовательский рейс проходил под руководством Рудольфа Самойловича, который, как настоящий ученый широкого профиля, стремился использовать каждый час полетного времени для проведения исследований и научной работы. Более того, он сделал все, чтобы в столь короткое время полярникам удалось осмотреть как можно больше районов арктических архипелагов и островов, а также заполярной тундры. К тому же, правда совершенно по иной причине, стремилась и германская сторона.
В первую очередь обследовали малоизвестные Землю Георга и Землю Александры, где совсем недавно советскими полярниками были обнаружены угольные месторождения. Затем самый северный остров ЗФИ — остров Рудольфа.
После окончания работы над Землей Франца-Иосифа «Граф Цеппелин» полетел к архипелагу Северная Земля. По первоначальному замыслу дирижабль должен был приземлиться на острове Домашний и передать для группы Ушакова почту, взятую в Ленинграде и в бухте Тихой, а главное — забрать заболевшего начальника зимовки. Вероятно, здесь можно было проверить и возможности по выгрузке запасов для будущей научной станции.
Северная Земля давно привлекала внимание не только Норвегии, США и Швеции, но и Германии. Еще в 1928 году немцы собирались высадить здесь с «цеппелина» полярную экспедицию. В том же году на судне «Мориссей» собирались прийти сюда же американцы. А генерал У. Нобиле планировал обследовать архипелаг с воздуха на дирижабле «Италия». К тому же зимующая здесь экспедиция Георгия Ушакова открыла на одном из мысов в проливе Шокальского признаки оловорудного месторождения (позже данный мыс получил название Оловянный). Разработка месторождения могла иметь большое практическое значение для Советского Союза. Этот серебристо-белый мягкий металл был интересен и для развивающейся военной промышленности Германии, которая уже давно искала источники добычи олова по всему миру.