В конце 1920-х годов внимание Петерсона привлекли выступления И. Я. Стеллецкого в Политехническом музее и в печати, посвященные подземной Москве. Комендант стал знакомиться со статьями археолога перед их опубликованием, иногда препятствовал изданию того или иного материала. Как впоследствии он объяснял Стеллецкому: «Потому, понимаете сами, комендант обязан охранять Кремль, кто-нибудь подберется, взорвет...»
Именно эти опасения и заставили Р. А. Петерсона в 1929 году развернуть деятельность по засыпке колодца в Тайницкой башне, замуровке нижних палат в Троицкой башне и пр. В том же году, когда на месте уничтоженного Чудова монастыря начали строить школу красных командиров, по приказу коменданта в поисках ходов была прокопана траншея от Спасской до Никольской башни. Тайников здесь не нашли. Тогда Петерсон задумал провести траншею от Водовзводной до Беклемишевской башни, но тут вмешался А. С. Енукидзе, полагавший, что в Кремле и без того достаточно «канав» (96).
Наряду с подземными ходами коменданта весьма тревожили частые провалы в Кремле. Беспокоило Петерсона и состояние Арсенала: мало того, что в его стенах имелись многочисленные трещины, внезапно в одном из помещений первого этажа пол оторвался от стены и опустился почти на метр. Под ним была какая-то пустота.
В конце октября 1933 года во дворе здания правительства (97) во время утренней зарядки провалился на глубину 6 метров один из красноармейцев. Петерсон приказал лить в провал воду. Лили полдня, но «колодец» оказался без дна, вода ушла неведомо куда. Пожалуй, этот провал стал последней каплей, переполнившей чашу терпения Р. А. Петерсона. Посоветовавшись с Енукидзе и получив его «добро», Петерсон пригласил в Кремль Стеллецкого (чья докладная из секретариата Сталина попала к Енукидзе), надеясь, что тот сможет выяснить причины возникновения провалов и трещин в стенах Арсенала, а заодно найдет и исследует загадочные подземные ходы.
Игнатий Яковлевич разработал план поиска библиотеки, предусматривавший проведение раскопок в Угловой Арсенальной башне, в Тайницкой и Троицкой башнях, в Успенском соборе и на Красной площади. Комендант одобрил план, и Стеллецкий приступил к работе.
Раскопки в Угловой Арсенальной башне начались 1 декабря 1933 года. Так как все входы в подземелье были замурованы, то спускаться вниз пришлось через пролом, устроенный еще Кононом Осиповым в XVIII веке. Все подземелье заполняли горы земли и мусора, среди которых еле виднелся полуразвалившийся колодезный сруб. На дне подземного хода, загроможденного досками, стояла вода.
Первые же дни работы привели к открытиям. Все историки, писавшие об Угловой Арсенальной башне и тайном ходе из нее, утверждали, что тайник перерезан столбом Арсенала. Начав пробивать замуровку тайника, Стеллецкий увидел - кирпичный свод его уходит целехонек за закладку. Оказалось, начало хода было заложено белокаменными глыбами на крепком растворе, причем замуровывали его не со стороны подземелья, а с противоположной.
Пока рабочие пробивали замуровку хода, Стеллецкий пытался разгадать, что же находится за другими замуровками, найденными в башне.
«Если подходить строго научным путем к делу,- писал он в дневнике,- непременно нужно все и вся размуровывать. Когда это строилось, то имело прямой смысл; потом оказалось лишним или нежелательным, и его замуровали. Если замуровано самое простое окно, будем по крайней мере знать, что окно. А если там таинственные ступени или какая-нибудь другая чертовщина? Ведь дело имею со средневековьем, в котором тайн было хоть отбавляй! Кто гарантирует, что не закрыл все эти отверстия 70 лет спустя после постройки башни сам Иван Грозный, чтобы принялись расчищать. Работа шла медленно, так как узкая брешь в замуровке позволяла убирать землю только в перекидку. Недовольный темпами работ и желая ускорить расчистку, Стеллецкий работал в одиночку, когда его помощники уходили на обед. Однажды он чуть не был погребен под громадными пластами грунта, рухнувшего сверху.
К 27 февраля помещение с арочным сводом очистили от земли. Выяснилось, что под кремлевской стеной находится разгрузочная арка размером 7,3х5,18х1,87 метра. Перед аркой со стороны Александровского сада имелась мощная 5-метровая закладка из белого камня и кирпича. По версии Стеллецкого, в древности этот объем могли использовать как тайное хранилище.
К 3 марта вся земля, заполнявшая ход, была выбрана, но дальше пошел песок. Тогда же был раскопан плоский потолок тайного хода. Одной стеной тайника являлась кремлевская, а другой - восточной - стены не было вовсе. Археолог пришел к выводу, что в этом месте ее выломали при строительстве Арсенала. Получалось, что потолок тайника как бы висит в воздухе Игнатий Яковлевич просил у Петерсона позаботиться о возведении недостающей части стены: «Итальянский потолок, конечно, мощен, но время сильнее, и однажды он обвалится, и тогда стена (