W lecie 1965 wśród lekarzy Instytutu Problemów Medyczno-Biologicznych ogłoszono nabór celowy do zaplanowanego na 1967 rok lotu statku serii Woschod. Miała to być 5-dniowa wyprawa, której program, praktycznie w całości, był poświęcony badaniom i eksperymentom medycznym. Iljin pomyślnie przeszedł badania w Centralnym Wojskowym Naukowo-Badawczym Szpitalu Lotnictwa (ЦВНИАГ) i otrzymał zgodę na rozpoczęcie przygotowań do lotu. Razem z nim wybrano jeszcze dwóch innych lekarzy – Aleksandra Kisielowa oraz Jurija Sienkiewicza. Ta trójka kandydatów rozpoczęła trening na makiecie statku Woschod, jaką zainstalowano w IPMB. Równolegle kandydaci na kosmonautów brali udział w przygotowywaniu naukowego programu lotu. W 1966, w związku z decyzją o wcześniejszym zakończeniu realizacji programu Woschod przerwano szkolenie lekarzy w Instytucie Problemów Medyczno-Biologicznych, a grupę kandydatów do lotu rozformowano.