Настала зима. Вознесенский занялся обработкой полученных материалов, подготовкой их к отправке в Петербург, не забывал он и о постоянном пополнении коллекции.

В июне 1846 года кончался срок научной командировки Ильи Гавриловича Вознесенского. Но ему не хотелось уезжать, и он отправил письмо в Академию наук с просьбой продлить ему этот срок. Пока он ждал ответа, совершил путешествия по охотскому побережью, пересёк хребет Джугджур и дошёл до реки Мая, впадающей в Алдан.

Наконец, из Петербурга пришло разрешение остаться на Дальнем Востоке для проведения научных исследований ещё на два года. Эти годы Вознесенский провёл на Камчатке. Как и раньше, он собирал коллекции животных, зарисовывал пейзажи и отдельные образцы растений, горных пород. Для отправки в Петербург набралось 150 ящиков одних только этнографических материалов, а кроме того, огромная геологическая коллекция, более трёх тысяч чучел животных, гербарий, в который вошли сотни новых видов, а также более 150 рисунков, 38 картин, портретов, пейзажей, толстые тетради записей.

Весной 1848 года Вознесенский был готов возвращаться в Петербург. Но он не поехал сухим путём, через Сибирь, решив дождаться корабля Российско-Американской компании. Учёный писал начальнику Камчатки Р.Г. Мишину, что «достигнет Петербурга водою, т.е. вокруг света». Дальше он объяснил: «Такое обратное моё путешествие будет выгодно Академии и полезно для её Музеумов... К тому же на это потребуется меньше денег, чем на береговой путь от Петропавловского порта, через Охотск до Санкт-Петербурга».

Покинув Камчатку 13 сентября 1848 года на небольшом судне «Ахта» под командованием шкипера Фидера, И.Г. Вознесенский со всей огромной своей коллекцией отправился из Ново-Архангельска в обратный путь, 25 декабря «Ахта» пересекла экватор в сопровождении стада дельфинов. Вознесенский побывал на Сандвичевых островах, успел за короткое время, пока корабль находился на стоянке, совершить экскурсии по островам, подняться в горы и собрать новые материалы для своей коллекции.

Пришлось сполна испытать штормовые «сороковые» широты, холодное дыхание Антарктики у мыса Горн. «Ахта» и её пассажиры выдержали. Новый год встретили на подходе к Южной Америке. Трёх недель стоянки в Рио-де-Жанейро хватило Вознесенскому для плодотворных экспедиций, походов по базарам в поисках музейных экспонатов, двухдневного похода на гору Корковадо.

Два месяца Атлантического океана — и «Ахта» пришла в Копенгаген.

На борту корабля Вознесенский пишет письмо академику Ф.Ф. Брандту: «Ваше благородие, милостивый государь Фёдор Фёдорович! Благодарю Бога! Наконец, после 264-дневного плавания от Ситхи я прибыл на корабле «Ахта» в Кронштадт сегодня в 5 часов вечера... Прилив сердечной радости теснит мою грудь».

С первым катером отправляет он это письмо в Петербург. Его бесценный багаж проходит таможенный досмотр, а на следующий день он и сам возвращается в столицу.

«Душа» Зоологического музея

Помощник препаратора Зоологического музея, уехавший 10 лет назад, солдатский сын Вознесенский был произведён в хранители Зоологического музея Академии наук. Эта должность его недворянскому происхождению не соответствовала. Но огромная выслуга лет, невероятно плодотворное путешествие, ходатайства «научных руководителей-академиков», а также специальное разрешение государя позволили присвоить Вознесенскому первый классный чин.

Через три года «высочайшим приказом» он был произведён в коллежские регистраторы, а в следующем году — в губернские секретари. Получил он и награды — Бронзовую медаль на Андреевской ленте (в память о Крымской войне 1853—1856 годов) и орден Св.