В ходе плавания, продолжавшегося с 26 августа 1817 г. по 5 сентября 1819 г., шлюп под командованием Головнина пересек Атлантику и обогнул мыс Горн, затем, переплыв весь Тихий океан, добрался до Камчатки. После кратковременного отдыха экспедиция побывала в русских владениях в Северной Америке, на Гавайях, Марианских и Молуккских островах, пересекла Индийский океан и, обойдя мыс Доброй Надежды, вернулась в Кронштадт.
Трудно себе представить лучшую школу для юноши, мечтающего стать моряком. На «Камчатке» Литке, занимавший должность начальника гидрографической экспедиции, не только добросовестно исполнял свои обязанности, но и продолжал учиться – изучил английский язык, проводил астрономические наблюдения и вычисления. В плавание ушел юный и незрелый мичман, вернулся же опытный лейтенант, уже имевший опыт самостоятельного командования. Вместе с ним «школу Головнина» прошел и Фердинанд Врангель, дружбу с которым Федор Петрович сохранил на всю жизнь.
В. М. Головнин дал Литке блестящую характеристику, назвав его «прекрасным моряком, умеющим владеть собой, решительным и смелым, хорошим товарищем». Благодаря его рекомендации в 1821 г. лейтенант Литке, двадцати четырех лет отроду, получил ответственное задание – возглавить экспедицию к Новой Земле.
Эта Земля была открыта еще в XI–XII вв. новгородскими купцами. В 1553 г. около Новой Земли проплыли корабли торговой экспедиции английского мореплавателя Хью Уиллоби. В 1596 г. экспедиция известного голландского мореплавателя Виллема Баренца обогнула северную оконечность острова и перезимовала на восточном побережье. Однако до экспедиции штурмана Розмыслова (1768–1769) – первой, специально снаряженной для описи Новой Земли, о ней было мало что известно. Эта и другие экспедиции, а также сведения, полученные от промышленников, расширили знания о Новой Земле, но было очевидно, что работа по созданию точной ее карты находится в зачаточном состоянии. Поэтому в 1819 г. была снаряжена новая экспедиция под командованием лейтенанта А. П. Лазарева (брата известного флотоводца и путешественника, первооткрывателя Антарктиды М. П. Лазарева).
Инструкция, данная Лазареву Морским министерством, предписывала сделать съемку всей Новой Земли и острова Вайгач и определить географические координаты Канина Носа и острова Колгуева. Причем на все отводилось одно лето. Объем задач оказался абсолютно невыполнимым. Организаторы экспедиции имели весьма туманное представление о том, насколько сложным является плавание в ледовых условиях и какая тяжелая нагрузка выпадает на корабль и команду. Неудивительно, что экспедиция А. П. Лазарева закончилась, по сути, провалом.
Отрицательный результат – тоже результат. В данном случае шапкозакидательские настроения по отношению к работе в Арктике сменились трезвой оценкой реальности, пожалуй, даже с некоторой долей перестраховки. Перед новой экспедицией, которую возглавил лейтенант Федор Литке, первоначально ставились достаточно скромные задачи. В данной ему инструкции говорилось: «Цель препоручения вам делаемого не есть подробное описание Новой Земли, но единственно обозрение на первый раз берегов оной и познание величины сего острова, по определению географического положения, главных его мысов и длины пролива, Маточкиным Шаром именуемого, буде тому не воспрепятствуют льды или какие другие важные помешательства». И особо отмечалось: «…ни в коем случае не до́лжно вам оставаться там на зимовку».
Впрочем, судно – шестнадцатипушечный бриг «Новая Земля» – благодаря своей конструкции могло выдержать арктическую зимовку. Корабль отправился в путь из Архангельска 27 июля 1821 г. Первое плавание на «Новой Земле» было, по сути, «разведкой боем», рекогносцировкой, в ходе которой капитан проверял и оценивал возможности корабля и команды. Научные итоги экспедиции 1821 г. были невелики, Литке даже не высаживался на берег Новой Земли, ограничившись крейсированием вдоль побережья. Однако условия отнюдь не были тепличными – в один из дней бриг сел на мель, пришлось столкнуться и с полярными льдами, опыта плавания в которых капитан до сих пор не имел.
Первый опыт был учтен в ходе подготовки экспедиции 1822 г. Инструкции оставались практически прежними, в Морском министерстве предпочитали не форсировать события. В начале плавания были обследованы берега Мурманского рейда, а в середине августа бриг направился к Новой Земле. В целом работы 1822 г. признаны удачными: были выполнены планы по исследованию мурманских берегов, описан берег Новой Земли к югу от Маточкина Шара до Южного Гусиного Носа и от горы Первоусмотренной до мыса Нассау (первоначально ошибочно определенного Литке как мыс Желания).
Плавание 1823 г. было самым тяжелым. Моряки не раз благодарили свой бриг и людей, на совесть построивших такое крепкое судно. В один из дней «Новую Землю» при сильном северо-западном ветре выбросило на камни. Был выбит из креплений руль, сломан киль, судно трещало при ударах о камни. Но корабль выдержал, огромные волны сдвинули его с камней. Из-за сильных повреждений Литке принял решение вести «Новую Землю» в Архангельск. Однако и на полуразбитом судне он, тем не менее, не забыл о своих задачах исследователя и первооткрывателя – на обратном пути он описал северное побережье острова Колгуева и уточнил координаты мыса Канин Нос.
На этом испытания не закончились – в Белом море «Новая Земля» снова оказалась во власти шторма. С трудом закрепленный руль был снова сорван, и только прекрасная выучка экипажа и его капитана позволили спасти корабль. Несмотря на повреждения и сложные условия, итоги плавания 1823 г. оказались удачными. Подводя итоги трех экспедиций, Ф. П. Литке писал: «В первые три экспедиции совершено было, по-видимому, все то, что возможно совершить у берегов Новой Земли на мореходном судне, снабженном не для зимовки: западные и южные берега, равно как и пролив Маточкин, были описаны…»
30 июля 1824 г. началась четвертая экспедиция. Быстро, за шесть дней, бриг достиг берегов Новой Земли, однако дальнейшее движение на север было преграждено льдами. Попытка обойти их, двигаясь вдоль кромки, оказалась неудачной. Не слишком плодотворными были и другие работы, так что итогами четвертого плавания фактически стало изучение ледовой обстановки.
Масса впечатлений, научных данных, интереснейших наблюдений – вполне естественно, что Федор Петрович, обладавший как литературным даром, так и умением строгой научной обработки полученных сведений, решил написать книгу о своих путешествиях к Новой Земле. Она была закончена в 1826 г. и два года спустя вышла из печати под названием «Четырехкратное путешествие в Северный Ледовитый океан, совершенное по повелению императора Александра I на военном бриге „Новая Земля” в 1821, 1822, 1823 и 1824 годах флота капитан-лейтенантом Федором Литке».