Он предложил взять на себя сбор в Европе сведений, относящихся к военному воздухоплаванию, чтобы на их основе разработать проект простого в управлении русского аэростата, а также издать на эту тему книгу. Для этого, писал он, необходимо: на его содержание за границей в течение года, на разъезды и предварительные опыты — четыре тысячи рублей; на издание книги — 1650 рублей; на заказ двигателя для большого аэростата и моделей — 6800 рублей; общая сумма составляла 12 650 рублей. Как всегда, он сразу же нашел поддержку у великого князя Константина Николаевича, вслед за которым предложением профессора Менделеева заинтересовался цесаревич Александр Александрович — будущий император Александр III. Небезынтересно, что до его императорского высочества менделеевскую идею донес не кто иной, как К. П. Победоносцев. Правда, в письменном обращении Константина Петровича к наследнику престола всё выглядит как свидетельство его личной заботы о военной мощи страны и, в частности, о возможности нанести воздушный удар по Британским островам: «…Нынешнее политическое состояние, вместе с глубоким раздражением противу коварной английской политики, заставляет многих старательно вдумываться в изыскание средств к нанесению вреда государству, которое по своему положению так недоступно для внешнего неприятеля. Есть серьезные люди, специалисты минного дела, которые останавливаются на мысли о применении к военному делу воздухоплавательных снарядов. Эту задачу, по мнению их, весьма возможно разрешить, но необходимо приняться за дело серьезно, с помощью научного исследования, и притом как можно скорее, чтобы предупредить Англию в решении той же задачи. Нам могло бы дать огромную силу нравственную то обстоятельство, что первый воздушный корабль поднялся бы именно у нас, а не в Англии. Начальник минной части в Кронштадте сошелся по этому поводу с известным профессором здешнего Университета Менделеевым, который давно занимается этим предметом, знаком со всей его литературой и убежден в разрешимости на практике задачи воздухоплавания. В прилагаемом листе изложен взгляд Менделеева на этот предмет, которому он обещает посвятить себя во время пребывания за границей, если получит на то средства. Всего, по расчету его, требуется около 12 000 руб. серебром…»

Престолонаследник дал добро, и тут же началась переписка между важными государственными лицами: управляющий Морским министерством адмирал С. С. Лесовский снесся с морским и военным министрами, а также с товарищем министра народного просвещения князем А. П. Ширинским-Ших-матовым. Последний от имени всех ранее названных обратился с письмом к министру финансов. А тот ответил отказом. Возможно, он был наслышан о том, что профессор Менделеев не отличается абсолютной обязательностью, а может, просто не понял затеи и пожалел казенные средства. Министры финансов, как известно, иногда позволяют себе бесстрашные поступки. Кончилось тем, что Дмитрий Иванович получил в долг от оборонных ведомств на всё про всё четыре тысячи рублей, причем из сумм, отпущенных на устройство и содержание лаборатории по исследованию упругости газов. Конечно, построить дирижабль на эти деньги было нереально, но можно было уехать на год.

В октябре Менделеев уже был в Париже. Наверное, он так и планировал — попасть в Париж в разгар очередной, самой крупной в XIX веке, Всемирной выставки, тем более что в ее программу были впервые включены несколько научных конгрессов и конференций. Ярко раскрашенный русский павильон, выполненный по проекту архитектора И. П. Ропета в сказочном стиле, с множеством башен и башенок, с «князьками» и «кокошниками», с фронтоном, неожиданно украшенным чернильницей с гусиными перьями, а также клеймами-печатями и диковинными птицами, воспринимался французами и прочими гостями выставки действительно сказочным, поскольку внутри него светили электродуговые лампы Яблочкова, сразу же окрещенные «русским светом». Через год они осветят улицы Лондона, Парижа и даже появятся в Петербурге. Но Дмитрий Иванович уже был знаком с этим изобретением Яблочкова.

Экспонат, который в то время больше всего его интересовал, был виден издалека, особенно во время демонстрационных полетов. Французы, имевшие за плечами почти столетний опыт строительства монгольфьеров, показывали на выставке привязной аэростат системы Анри Жиффара — воздушный шар объемом три с половиной тысячи кубических метров. Менделеев начал изучение порученного ему предмета именно с этого образца: «Друг Володя! В пятницу 4-го октября я поднимался на большом привязанном аэростате. Погода была тихая, вид на Париж большой, но мало остается в высоте, не успели оглядеться, как уже тянут вниз…»Тогда же он посетил известного изобретателя Дюпюи де Лома и механика Соберта. И к ним, и к другим инженерам дорогу находил запросто, да и они чаще всего о нем что-нибудь слышали. Говорили об оптимальной конструкции летательных аппаратов, обсуждали форму крыльев. (Стало быть, не об одних аэростатах и дирижаблях он в ту пору думал. Впрочем, пару эскизных набросков разных дирижаблей он тоже сделал.)

На выставке, как всегда, собралось большое русское общество. Было много знакомых художников: И. Н. Крамской, И. И. Шишкин, А. Д. Литовченко и др. Они экспонировали в художественном разделе свои картины. Среди русских гостей присутствовал и И. С. Тургенев. Они с Менделеевым были уже давно знакомы, впервые их представили друг другу в Германии года через два после Гейдельберга. Тогда они подолгу сидели в кафе, толковали о русской жизни. Сын ученого, Иван Дмитриевич, предполагал, что некоторые черты, свойственные в те годы Менделееву, стали объектом «насмешливой реминисценции» писателя и нашли отражение в образе Базарова в «Отцах и детях» и дяди Менделея в «Дыме». В нынешнюю встречу они говорили о том, что на родине вот-вот может случиться революция. Менделеев рассказывал Ивану Сергеевичу свои идеи относительно эволюционного развития России, доказывал, что только в осторожных, щадящих реформах благо и само спасение страны. Либерал Тургенев слушал внимательно, но не верил. В конце беседы он улыбнулся и назвал Дмитрия Ивановича «постепеновцем». Менделеев в ответ довольно хохотнул. Иван Дмитриевич запомнил, как отец по этому поводу не раз говорил: «Я это название принял и от него не отказываюсь».Менделеев чувствовал в Тургеневе талант, но не чувствовал глубины. Для него Тургенев, как и Достоевский, не был учителем жизни. Менделеев был сам себе учитель. Поэтому эти встречи он запомнил, но особого влияния на него они не оказали.

В декабре Дмитрий Иванович завершает предварительный сбор информации по воздухоплаванию и уезжает в Ниццу. «Тут я узнал необыкновенно много важного и нового для дела, перезнакомился со всеми деятелями этого дела и получил столько материала печатного и письменного, что теперь достанет на месяц или два только разбираться и приводить в стройный порядок узнанное».

Со времени отъезда из Петербурга Менделеев с каждым днем всё сильнее беспокоится о детях. Он пишет им очень часто, ответы же получает редко. «Милый мой голубчик Володя. Как же это нет от тебя письма? — волнуется отец. — Получил ли ты моих два?.. Пиши мне чаще, хоть по одной строчке. Ведь я живу мыслью о вас — тебе и Леле. Ведь мне тяжело без вас и всё чаще мне хотелось бы знать как верному другу…»Он будто что-то предчувствует. И действительно, в начале 1879 года приходит сообщение о болезни Володи. Менделеев немедленно возвращается в Петербург. Болезнь оказывается неопасной, юноша быстро выздоравливает, но Менделеев задерживается дома до конца января: не может оторваться от детей — и от новой идеи — сходства сопротивления воздушной и водной сред. Он знакомится с исследованиями в этой области и даже ставит вместе с Каяндером несколько опытов.

Наконец, Дмитрий Иванович вернулся в Ниццу, но усидел там только до марта. Вместе со своим знакомым, химиком-самоучкой и промышленником П. К. Ушковым, владельцем, возможно, самых передовых в России химических предприятий и просто очень приятным Менделееву человеком, он едет в Рим на Второй международный метеорологический съезд. Оказавшись там раньше открытия, они, чтобы не терять время, едут на Сицилию любоваться Этной и осматривать серные месторождения. Предприятие им предстояло рискованное. Народ там обитал отчаянный, и чужаков сицилийцы не любили. Помог старый знакомый Станислао Канниццаро. Он сам был родом из Палермо и хорошо знал сицилийское подполье (одно время даже состоял его активным участником, из-за чего какой-то срок должен был прожить в эмиграции). Канниццаро дал Менделееву и его спутнику несколько писем к нужным людям. Благодаря этим письмам они нашли помощь у местных профессоров и инженеров, которые показали русским коллегам всё, что они хотели увидеть: Джирженти, Кальтанизетту, Катанию…