Они советовали мне заняться теорией резания металлов […], прельщая повышенной стипендией, неограниченным сроком защиты докторской диссертации. Но я отказался от этих предложений, решив посвятить свои силы космонавтике и продолжать работу в этом направлении на свой страх и риск. Я покинул Париж и вернулся к своим родителям в Лодзь. На полтора года я заперся в маленькой комнате, работая днями и ночами над рукописью по космонавтике. Это была нелегкая работа: каждый день — один шаг, одна-две машинописные страницы. Если в Париже я имел к своим услугам огромный справочный аппарат, то в Лодзи не было даже порядочной библиотеки, и я с трудом достал, пожалуй, единственную в этом городе таблицу натуральных логарифмов. В Париже я располагал электрической счетной машиной, здесь — время от времени не совсем легально ко мне перекочевывал арифмометр, каждую субботу его тайком выносил для меня из конторы большого завода один служащий, а в понедельник утром арифмометр опять стоял на месте. Даже бумаги мне не хватало: писал я на кусках оберточной бумаги или макулатуры, которую предварительно обрезал до одинакового размера. Кроме того, в комнате было очень мало света, окна открыть было нельзя, солнце туда никогда не заглядывало…
Тем не менее работа продвигалась, и в ноябре 1933 года первый вариант монографии «Введение в космонавтику» (Initiation à la Cosmonautique) был полностью завершен. На тот момент это был самый передовой и самый научно обоснованный труд по проблематике внеземных полетов и межпланетных сообщений. Названия многих его глав и по сей день звучат современно: «Значение космонавтики», «Управление космической ракетой», «Жизнь внутри космического корабля», «Искусственные спутники»… Нужно отметить, что Штернфельд использовал терминологию, которая в то время не считалась общепринятой. Например, он выбрал слово «космонавтика», а не французский термин «астронавтика», мотивировав это тем, что «определение науки, изучающей движение в межпланетном пространстве, должно дать понятие о среде, в которой предполагается движение (космос), а не об одной из возможных его целей».
Теперь монографию следовало представить научной общественности. Шестого декабря 1933 года Ари Штернфельд выступил на научном собрании в Астрономической обсерватории Варшавского университета. Хотя выкладки молодого ученого выглядели безупречно, доклад был встречен холодно: выбранная тема опять показалась слишком «фантастической». Хуже того, директор обсерватории отказался давать отзыв о рукописи для польского издательства.
Штернфельд понял, что нужно искать иные пути. В том же месяце он вновь поехал в Париж и по совету физика Поля Ланжевена, известного своими коммунистическими взглядами, представил рукопись Комитету астронавтики Французского астрономического общества на соискание поощрительной международной премии по астронавтике (так называемая премия РЭП — Гирша), учрежденной в начале 1928 года специально для поддержки практических работ в области межпланетных полетов. В январе и феврале 1934 года Штернфельд выступил на заседаниях Парижской академии наук с лекциями, посвященными динамике космического корабля и его орбитального движения. «Отцы-основатели» премии, Робер Эсно-Пельтри и Андре-Луи Гирш, одобрили монографию, после чего 2 мая 1934 года молодой ученый прочитал лекцию «Некоторые новые взгляды в астронавтике» с кафедры аудитории «Декарт» Парижского университета. Здесь его встретили восторженно, о монографии тут же начала писать французская и зарубежная пресса, а Эсно-Пельтри использовал результаты Штернфельда в своих собственных работах.
Некоторое сопротивление вызвали, правда, парадоксальные идеи о наиболее выгодных межпланетных траекториях. Штернфельд вспоминал: