Свои концепции я представил еще в начале 1934 года Французской академии наук. В одной из них я развивал идею о том, что обходные траектории с предварительным удалением от центрального светила, к которому направляется ракета, более экономны, чем траектории, прямо ведущие к цели. На первый взгляд эта идея, изложенная также и на страницах «Введения в космонавтику», могла показаться сумасбродной. Так она вначале и была воспринята.
Оппонентом выступил сам Эрнест Эклангон — директор Парижской астрономической обсерватории и будущий академик. Не без труда Штернфельду удалось переубедить его. В результате молодой исследователь получил полное признание в западноевропейском научном сообществе и 6 июня 1934 года был удостоен премии РЭП — Гирша.
В это триумфальное время Штернфельд с женой наконец получили ответ из СССР на свои письма с просьбами о разрешении перебраться из Франции в Советский Союз на постоянное место жительства. Первое из этих писем, отправленных еще в 1929 году, осталось без ответа. Но постепенно дело двигалось. В июле — августе 1932 года молодой ученый побывал в Москве по приглашению Наркомтяжпрома для представления проекта «Андроида» — огромного роботизированного манипулятора, предназначенного для выполнения масштабных трудоемких работ типа монтажа и разбора зданий, тушения пожаров на нефтеприисках. Несмотря на то что жизнь в советской столице разительно и в худшую сторону отличалась от парижской, Штернфельда захватила атмосфера быстрых преобразований, которые были видны невооруженным глазом. Немалую роль в принятии такого решения сыграла и Густава, жена Ари Абрамовича, активная участница коммунистического движения. Она находилась под постоянной угрозой ареста, и отъезд мог избавить ее от преследований. Возможно, ко всему прочему Штернфельд сумел заручиться гарантиями со стороны советских представителей (в том числе из разведки), которые были особенно заинтересованы в приезде высококвалифицированных молодых инженеров, получивших образование в передовых западных университетах.
14 июня 1935 года авиарейсом из Германии чета Штернфельд прибыла в Москву. Без каких-либо проволочек Ари Абрамовича приняли в Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ) при Наркомтяжпроме на должность старшего инженера, причем работать ему пришлось во 2-м отделе, под непосредственным руководством Сергея Павловича Королева, который вел проекты управляемых крылатых ракет и пилотируемого ракетного самолета (ракетоплана РП-218). За полгода Штернфельд, получивший прозвище Француз, освоился в трудовом коллективе и занялся подготовкой испытаний крылатых ракет на полигонах, принадлежавших РНИИ. Он внес ряд новшеств в механизм освобождения ракеты от направляющей, что повысило результативность стрельб. В сентябре 1936 года Штернфельды получили советское гражданство, и Ари Абрамович, уже как сотрудник 5-го отдела, сам возглавил испытания крылатых ракет 06/IV, 212 и 216.
Помимо исследовательской работы, Ари Абрамович продолжал заниматься теорией. Известно, например, что 28 февраля 1937 года он выступил с научным докладом «Об особенностях стратосферной ракеты» перед членами Стратосферного комитета ОСОВИАХИМа. Главный инженер РНИИ Георгий Эрихович Лангемак перевел с французского монографию «Введение в космонавтику», и в сентябре 1937 года она наконец-то была издана приличным для столь специфической работы тиражом 2000 экземпляров.
Перед тем, в декабре 1936 года, РНИИ был преобразован в Научно-исследовательский институт № 3 (НИИ-3) Наркомата оборонной промышленности и в нем началась первая «чистка», коснувшаяся прежде всего иностранных специалистов. Штернфельда уволили с формулировкой «по собственному желанию». В письме Иосифу Виссарионовичу Сталину от 16 мая 1939 года он сообщал об этом так: