Ломоносов замышляет написать исследование об определении долготы, которое могло бы стать надежным руководством для моряков всего мира. Он хотел назвать свою книгу «Жезл морской» и издать на нескольких иностранных языках. Прежде всего Ломоносов пытается преодолеть трудности определения местонахождения корабля при помощи астрономических способов. «Неудобности» широко известного в его время «квадранта Гадлея» Ломоносов усматривал в том, что им трудно определить высоту места вследствие качки корабля, «разного преломления лучей» (рефракции) и невозможности пользоваться им при плохой видимости горизонта. Ломоносов предлагает «ненадежный и неявственный горизонт оставить» и пытается сконструировать секстант с искусственным горизонтом. А для того чтобы наблюдатель не допускал погрешностей вследствие качки корабля, Ломоносов конструирует подвесную люльку, которая позволяет сохранять постоянное положение при наблюдениях. Для измерения времени на начальном меридиане Ломоносов предлагает «морские часы» — особого вида пружинный хронометр, который сконструирован им независимо от английских изобретателей.
Особенное внимание Ломоносов уделяет конструкции компасов — этого основного прибора на корабле. Он отмечает, что современные ему компасы настолько несовершенны, что «не токмо на море, но и на сухом пути исправных наблюдений в переменах чинить нельзя». Он предлагает делать компасы больше, чтобы деления на них были отчетливее и позволяли отсчитывать с точностью до одного градуса. Компас должен быть установлен так, чтобы курсовая черта была параллельна диаметральной плоскости корабля. Сила магнита катушки должна преодолевать силы трения, а «чтобы все погрешности, которые от оплошности правящего бывают, знать корабельщику, должен он иметь компас самопишущий». Предложенная Ломоносовым конструкция самопишущего компаса в основных чертах ничем не отличается от современного курсографа. Одновременно Ломоносов предлагает целый ряд других самопишущих морских приборов: дромлометр (донный механический лаг), клизеометр — для определения сноса корабля под влиянием дрейфа, циматометр — для учета движения корабля под влиянием килевой качки, особый прибор для определения направления и скорости морского течения, салометр — прибор для измерения плотности «сала» — и др. Эти навигационные приборы, сконструированные Ломоносовым, по заложенным в них плодотворным идеям значительно опережали свое время.
Великая ломоносовская идея оснащения корабля разнообразными приборами, автоматически регистрирующими и учитывающими его движения и условия плавания, позволяющими вести корабль при любой видимости в приполярных водах, нашла свое осуществление только в наше время.
Конструируя новые приборы для облегчения морского кораблевождения, Ломоносов указывает на необходимость разработки теоретических вопросов морского дела. Главнейшей задачей является создание «истинной теории течения моря» и изучения явлений земного магнетизма. Ломоносов полагает, что если бы мореплаватели часто и точно определяли величины отклонения и наклонения магнитной стрелки, то физики сумели бы вывести соответствующие законы. Однако «бесчисленное множество по всем открытым морям и к страннолюбивым берегам плавает, но только ради прибытков, не ради науки». Ломоносов впервые с большой проницательностью и убежденностью поставил вопрос о необходимости специального научного изучения морей и океанов. Он говорит о создании русской мореплавательской Академии — научно-исследовательского учреждения, где на глубокой физико-математической основе изучались бы вопросы, связанные с морем и кораблевождением.
«Мореплавательное дело, толь важное до сего времени, почти одною практикою производится, — пишет он, — ибо хотя академии и училища к обучению морского дела учреждены с пользою, однако в них тому только обучают, что уже известно для того, чтобы молодые люди в сем знании, получив надлежащее искусство, заменяли престарелых, на их места вступая. А о таковых учреждениях, кои бы из людей состояли, в математике, а особливо в астрономии, гидрографии и механике искусных, и о том единственно старались, чтобы новыми полезными изобретениями безопасность мореплавания умножить, никто, сколько мне известно, постоянного не предпринимал попечения».
Великий гуманист, помышляющий прежде всего о мире, а не о войне, он с сожалением говорит: «О есть ли бы оные труды, попечения, иждивения и неисчетное многолюдство, которые война похищает и истребляет, в пользу мирного и ученого мореплавания употреблены были; то бы не токмо неизвестные еще в обитаемом свете земли, не токмо под неприступными полюсами со льдами соединенные береги, открыты; но и дна бы морского тайны, рачительным человеческим снисканием, кажется исследованы бы были!.. и день бы учений колико яснее воссиял бы откровением новых естественных таинств».
Пафос научного исследования, радость познания и творческого преобразования мира в одинаковой степени пронизывают теоретические и практические работы Ломоносова. «Мужеству и бодрости человеческого духа и проницательству смысла последний предел еще не поставлен», — пишет он в составленной им инструкции морским офицерам, отправляющимся на поиски Северо-Восточного морского пути, предпринимаемые по его захмыслу. Ломоносов с уверенностью говорит русским мореплавателям, что «много может еще преодолеть и открыть осторожная их смелость и благородная непоколебимость сердца».
***
В сентябре 1763 года, с целью побудить правительство к организации большой полярной экспедиции, Ломоносов представил в Морскую российских флотов комиссию «Краткое описание разных путешествий по северным морям и показание возможного проходу Сибирским океанам в Восточную Индию». Мысль эта давно занимала Ломоносова. «Северный океан, — писал он, — есть пространное поле, где усугубиться может российская слава, соединенная с беспримерною пользою». Россия, имея в своем распоряжении океан, «лежащий при берегах себе подданных», достигнув по нему восточных своих берегов, будет «не токмо от неприятелей безопасна, но и свои поселения, и свой флот найдет».
Едва в 1742 году прибыло первое известие о достижении нашими моряками берегов Америки, как Ломоносов, обращаясь в оде к Елизавете, говорит:
К тебе от всточных стран спешат
Уже Американски волны,
В Камчатской порт веселья полны.
Ломоносов считал, что установление Северо-Восточного морского пути является исторической задачей России.
Какая похвала Российскому народу
Судьбой дана, пройти покрыту льдами воду… —
восклицал он в поэме «Петр Великий». Ломоносов уверенно смотрит в будущее, и перед его умственным взором («умными очами») проходят караваны русских судов. В оде 1752 года он говорит:
