Не будет преувеличением сказать, что экспедицию готовила вся страна. Многие заводы и фабрики, проектные институты, большие коллективы рабочих и специалистов были привлечены к подготовке самолетов, материальной части, специального снаряжения, одежды, продуктов питания. Правда, об истинных целях этих заказов мало знали даже вездесущие журналисты.
Завоевание Северного полюса планировалось как важное государственное мероприятие, исполнителями которого являлись не герои-одиночки, а организованные и всесторонне оснащенные коллективы советских людей. По существу это был коллективный подвиг советских полярников. В экспедиции приняли участие 43 человека, но в ее обеспечении участвовали сотни людей. Ее отличали масштабность, повседневный контроль и помощь со стороны ЦК партии и правительства — ничего подобного не могло быть в странах Запада, где экспедиции в Арктику являлись обычно делом частной инициативы и проводились преимущественно на частные средства.
В результате длительных и тщательных обсуждений Ширшова и Федорова со Шмидтом, Визе и другими учеными Арктического института была выработана, исходя из реальных возможностей, следующая программа научных работ станции:
1) комплекс метеорологических наблюдений;
2) сбор гидрологических данных: измерение течений, температуры и химического состава воды на разных горизонтах;
3) измерение глубин океана по маршруту дрейфа льдины и взятие проб грунта;
4) астрономическое определение координат и ориентировки льдины;
5) комплекс геофизических наблюдений: магнитные и гравитационные измерения и измерение электрического поля атмосферы;
6) гидробиологические сборы, главным образом определение количества и видового состава планктона.
И весь этот большой и сложный комплекс исследований должны были выполнить только два научных работника! На Ширшова было возложено выполнение 2-го, 3-го и 6-го пунктов программы, на Федорова — остальные. На береговых полярных станциях такой объем работ возлагался обычно на 4–5 человек, но оба молодых ученых были уверены в своих силах и без колебаний приняли на себя обязательства выполнить эту работу в полном объеме.
При очередной беседе с Ширшовым и Федоровым о планах научных работ Отто Юльевич подчеркнул, что станция на Северном полюсе создается не ради спортивного рекорда, а для науки, поэтому от них в первую очередь будет зависеть успех ее работы. На И. Д. Папанина возлагаются общая ответственность за работу станции, хозяйственные заботы и обеспечение безопасности жизни на льдине, а Э. Т. Кренкель будет держать постоянную связь с Большой Землей, передавать по радио получаемую научную информацию и неустанно следить за эфиром. Кроме того, Кренкель будет помогать Федорову в сборе метеорологических данных — у него уже есть достаточный опыт в этом деле. Короче говоря, труд каждого из четверки будет очень важен и необходим.
В феврале 1937 года О. Ю. Шмидт вновь доложил на заседании Политбюро ЦК ВКП(б) о готовности экспедиции. Доклад был подробно обсужден, проведенные мероприятия одобрены и окончательно утвержден состав воздушной экспедиции «Север» и дрейфующей станции «Северный полюс»: О. Ю. Шмидт — начальник экспедиции, М. И. Шевелев — его заместитель, М. В. Водопьянов — командир воздушного отряда, И. Д. Папанин, Э. Т. Кренкель, П. П. Ширшов и Е. К. Федоров — персонал научной станции. Было дано разрешение на вылет.
Ширшов в эти дни находился в постоянном движении между Ленинградом и Москвой. Он тщательно упаковывал свои приборы, реактивы и полевые журналы, сам лично отвозил их на склад экспедиции при аэродроме, следил, чтобы ничего не было забыто. Этим же самым были заняты и остальные три участника будущей научной станции. Старт воздушной экспедиции состоялся 22 марта и завершился посадкой самолетов в районе Северного полюса 21 мая. Нелетная погода подолгу задерживала самолеты на промежуточных аэродромах, причем на острове Рудольфа пришлось сидеть больше месяца. Люди томились в длительном ожидании, горели желанием скорее совершить последний воздушный прыжок до конечной цели, но арктическая стихия крепко привязала самолеты к ледяному аэродрому на куполе острова Рудольфа. Ширшов вместе с товарищами занимался проверкой грузов и более рациональным распределением их по самолетам, участвовал в авральных работах по заправке самолетов бензином с помощью ручных насосов и по расчистке аэродрома от снежных заносов, нес вахту на метеостанции. А летной погоды все не было. Долгожданный день настал только 21 мая.