В 1870 году Русское географическое общество организовало экспедицию в Центральную Азию. Начальником ее был назначен офицер Генерального штаба Пржевальский. "Я получил назначение совершить экспедицию в Северный Китай, в те застенные владения Небесной империи, о которых мы имеем неполные и отрывочные сведения, почерпнутые из китайских книг, из описаний знаменитого путешественника XIII века Марко Поло или, наконец, от тех немногих миссионеров, которым кое-когда и кое-где удавалось проникать в эти страны".
В сентябре 1870 года Пржевальский отправился в первую свою экспедицию в Центральную Азию. Вместе с ним ехал бывший его ученик по Варшавскому училищу подпоручик Михаил Александрович Пыльцов. Их путь лежал через Москву и Иркутск и дальше - через Кяхту в Пекин, где Пржевальский рассчитывал получить в китайском правительстве паспорт - официальное разрешение на путешествие в области, подвластные Небесной империи.
Получив паспорт, Пржевальский выезжает в Тибет. Небольшому каравану из восьми верблюдов, несущих экспедиционное снаряжение, предстоит преодолеть огромный путь.
Великая пустыня Гоби встретила их 30-градусными морозами с ветрами. Они преодолели пустыню, перевалили через горный хребет и в декабре вошли в город Калган, где царила настоящая весна. Путешественники пополнили запасы провизии, хотя рассчитывали в основном на охоту, проверили револьверы и ружья. Пржевальский избрал караванный путь, по которому, опасаясь нападения разбойничьих шаек, уже в течение одиннадцати лет не осмеливался пройти ни один караван.
"Следы дунганского истребления встречались на каждом шагу, - писал позднее Николай Михайлович. -Деревни, попадавшиеся очень часто, все были разорены, везде валялись человеческие скелеты, и нигде не было видно ни одной живой души".
В отряде было всего четыре человека, включая самого начальника. Из продовольствия взяли с собой только пуд сахара, мешок риса и мешок проса. Кроме того, приборы, бумагу для гербария, 40 килограммов пороха, 160 килограммов дроби, десятки коробок с патронами.
От Пекина Пржевальский в начале 1871 года двинулся на север, к озеру Далайнор, и произвел его полную съемку. Затем направился к верховьям Желтой реки - Хуанхэ - обходной дорогой, избегая селений, обитатели которых встречали путешественников настороженно, нередко даже враждебно. Летом он проехал к городу Баотоу и, переправившись через Хуанхэ, вступил на плато Ордос, которое "лежит полуостровом в колене, образуемом изгибами среднего течения Хуанхэ". На северо-западе Ордоса он описал "оголенные холмы" - пески Кузупчи. "Тяжело становится человеку в этом... песчаном море, лишенном всякой жизни... - кругом тишина могильная".
Проследив течение Хуанхэ вверх от Баотоу до Динкоучжэнь (около 400 километров), Пржевальский двинулся на юго-запад через "дикую и бесплодную пустыню" Алашань, покрытую "голыми сыпучими песками", всегда готовыми "задушить путника своим палящим жаром", и достиг крупного, высокого (до 1855 метров), но узкого меридионального хребта Хэланьшань, вытянутого вдоль долины Хуанхэ. "Взобравшись на высокую вершину, с которой открывается далекий горизонт на все стороны, чувствуешь себя свободнее и по целому часу любуешься панорамой, которая расстилается под ногами. Громадные отвесные скалы, запирающие мрачные ущелья или увенчивающие собой вершины гор, также имеют много прелести в своей оригинальной дикости. Я часто останавливался в таких местах, садился на камень и прислушивался к окружающей меня тишине. Она не нарушалась здесь ни говором людских речей, ни суматохою обыденной жизни..."
Но с наступлением зимы пришлось повернуть обратно. К тому же тяжело заболел Пыльцов. Он с трудом ехал верхом и нередко падал с седла. Сам Пржевальский обморозил пальцы на обеих руках. К северу от реки Хуанхэ экспедиция вышла к безлесному, но богатому ключами хребту Ланьшань, стоящему "отвесной стеной, изредка прорезанной узкими ущельями", и Пржевальский проследил его на всем протяжении (300 километров), а восточнее обнаружил другой хребет, поменьше и пониже, - Шэйтэн-Ула. Новый год путешественники встретили в Чжанцзякоу.
Пржевальский прошел около 500 километров по долинам вдоль берегов Хуанхэ и установил, что в этих местах у великой китайской реки нет притоков и, кроме того, само русло лежит иначе, чем можно увидеть на картах. Попутно он собирал растения, картографировал местность, делал геологическое описание горных пород, вел метеожурнал, наблюдал и поразительно метко фиксировал быт, нравы, обычаи людей, через чьи земли проходил.
Но средства экспедиции оказались на исходе, и Пржевальский был вынужден возвратиться в Пекин, где провел месяц. В Пекине он заменил двух казаков, не оправдавших его ожидания, другими, присланными из Урги (ныне - Улан-Батор), - Чебаевым и бурятом Иринчиновым, ставшими верными спутниками и надежными друзьями. Кроме того, он обновил и укрепил караван.
Весной 1872 года Пржевальский прежним путем добрался до южной части пустыни Алашань. "Пустыня кончилась... чрезвычайно резко… За ней поднималась величественная цепь гор". Это был восточный Наньшань. Пржевальский выделил в горной системе три мощных хребта: Окраинный (Маомаошань), Малиншань (Лэнлунлин) и Циншилин.
Переход через пустыни Южного Алашаня оказался особенно трудным. На сотню верст ни капли воды. Редкие колодцы были зачастую отравлены дунганами.
"Раскаленная почва пустыни дышит жаром, как из печки... Голова болит и кружится, пот ручьями льет с лица и со всего тела. Животные страдают не менее нас. Верблюды идут, разинув рты и облитые потом, словно водою".
Однажды случилось так, что воды осталось всего несколько стаканов. Они вышли в семь утра и шли девять часов, словно по раскаленной сковородке. "Мы брали в рот по одному глотку, чтобы, хотя немного, промочить совсем почти засохший язык. Все тело наше горело как в огне, голова кружилась Еще час такого положения - и мы бы погибли".
Пржевальский совершил восхождение на гору Ганьсу, считавшуюся самой высокой точкой хребта. "Я первый раз в жизни находился на подобной высоте, впервые видел под своими ногами гигантские горы, то изборожденные дикими скалами, то оттененные мягкой зеленью лесов, по которым блестящими лентами извивались горные ручьи. Сила впечатления была так велика, что я долго не мог оторваться от чудного зрелища, долго стоял, словно очарованный, и сохранил в памяти тот день, как один из счастливейших в целой жизни..."
Пробыв там около двух недель, он вышел к бессточному соленому озеру Кукунор, лежащему на высоте 3200 метров. "Заветная цель экспедиции... достигнута. Правда, успех был куплен ценой... тяжелых испытаний, но теперь все пережитые невзгоды забыты, и в полном восторге стояли мы … на берегу великого озера, любуясь на его чудные темно-голубые волны".
Закончив съемку северо-западного берега озера Кукунор, Пржевальский перевалил мощный хребет Кукунор и прошел в поселок Дзун, находящийся на юго-восточной окраине болотистой равнины Цайдам. Он установил, что это котловина и что ее южной границей служит хребет Бурхан-Будда (высотой до 5200 метров). К югу и юго-западу от Бурхан-Будда Пржевальский открыл горы Баян-Хара-Ула и восточный участок Кукушили, а между ними обнаружил "волнистое плато", представляющее собой "страшную пустыню", поднятую на высоту более 4400 метров. Так Пржевальский первым из европейцев проник в глубинную область Северного Тибета, к верховьям Хуанхэ и Янцзы (Улан-Мурен). И правильно определил, что именно Баян-Хара-Ула является водоразделом между обеими великими речными системами.
На Тибетское нагорье они вышли зимой и на высоте 3-4 тысяч метров провели два с половиной месяца. Пржевальский вспоминал, что малейший подъем казался очень трудным, чувствовалась одышка, сердце билось очень сильно, руки и ноги тряслись, по временам начинались головокружение и рвота.