Ломоносов принимает деятельное участие в организации экспедиции, заботится о том, чтобы обеспечить ее достаточным числом инструментов для наблюдений, и разрабатывает подробную инструкцию для Попова. 15 января 1761 года оба отряда, провожаемые напутствиями Ломоносова, отправились в Сибирь. Они должны были, невзирая на трескучие морозы, снега и вьюгу, мчаться на почтовых «с крайним поспешением денно и нощно», чтобы поспеть вовремя, в отдаленные города Сибири.
Снарядив эти экспедиции, Ломоносов не успокоился. Его чрезвычайно заботило положение в Петербургской академической обсерватории, где также должны были производиться наблюдения. Его отношения с академиком Эпинусом достигают в это время крайнего напряжения. Эпинус (1724–1802), обосновавшийся в Петербурге, получил такие широкие возможности для научной работы, о каких он не мог и мечтать в Германии. Выдающийся физик-экспериментатор, Эпинус[92]
открыл способность турмалина электризоваться при нагревании и сделал ряд других важных открытий в области электричества и магнетизма. Но его мало беспокоила организация астрономических наблюдений.После смерти в июне 1760 года академика Гришова Петербургская обсерватория поступала в полное распоряжение Эпинуса, ведавшего также «экспериментальной физической камерой» (кабинетом) после трагической гибели Георга Рихмана. При Эпинусе физический кабинет и обсерватория пришли в значительный упадок, о чем Ломоносов даже делал особое представление Разумовскому. По смерти Рихмана, как сообщает Ломоносов, «физическая камера» осталась в «нарочитом состоянии, сколько могла быть исправна после бывшего академического пожару» (в 1748 году). «Ныне ж не токмо нет ни образа, нн подобия того, в каком состоянии она была при Крафте и Рихмане, но и едва следы ее видны. Лежат уже много лет физические инструменты по углам разбросаны в плесени и в ржавчине безо всякого употребления, ни к новым академическим изобретениям, ниже для чтения студентам физических лекций. Господин коллежский советник и физик профессор Епинус, не взирая на свою должность… с самого своего выступления в академическую службу едва бывал там, где валяются физические инструменты». Едва ли лучше обстояло дело в обсерватории. «При некоторых не без знатных приключениях небесных, наблюдения достойных, посылал я в ясные ночи к обсерватории осведомиться, что там происходит; однако найдено, что не токмо она заперта, но и крыльцо занесено
Эпинус, получив в свое распоряжение обсерваторию, наглухо закрыл в нее доступ немногочисленным русским астрономам, которые могли бы там совершенствоваться, в том числе Попову и Красильникову, «коим всегда был туда вход невозбранен при Делиле и Гришове». Ломоносов открыто говорит о незаслуженном возвышении Эпинуса, которого незадолго перед тем пригласили преподавать математику и физику наследнику престола: «Господин Епинус, когда еще был только физики профессор, крайне не радел о своей должности. А ныне уже и астроном и главный директор шляхетского кадетского корпуса, при том человек случайной». В докладной записке Разумовскому Ломоносов, признавая, что Эпинус — «изрядный физик», высказывает недоверие к его астрономической подготовке и утверждает, что Эпинус «по астрономии весьма мал в рассуждении практики». «Господин Епинус, — писал Ломоносов, — был года с два в Берлине, где ни единого нет доброго инструмента, и почти один заржавелый квадрант, и Епинус не видал нигде хороших Астрономических Инструментов, как только здесь у Гришова».
Не полагаясь на Эпинуса, Ломоносов до отправления экспедиции решил сам определить моменты начала и окончания явления для различных долгот — Петербурга, Парижа, Лондона, Иркутска, Нерчинска и семи других пунктов, составив для этого «Показание пути венерина по солнечной плоскости, каким образом покажется наблюдателям и смотрителям в разных частях света. Майя 26 дня 1761 года».
Изучая распространенные и принятые в его время телескопы системы Грегори и Ньютона, составленные из металлических зеркал и выпуклых стекол, Ломоносов установил, что наличие в этих телескопах небольшого дополнительного зеркала только ухудшает видимость и что они «должны быть исправляемы более от излишества, нежели недостатка». Руководствуясь мыслью о необходимости убрать все лишнее, что составляет преграду свету, падающему на большое зеркало, Ломоносов устраняет дополнительное зеркальце и решительным образом изменяет всю конструкцию телескопа.
В 1762 году Ломоносову удалось построить телескоп, состоявший только из одного вогнутого зеркала и окуляра.