"Генерал-губернатор был этим очень недоволен, — вспоминал Струве, — и мы вошли в порт Аян в весьма невеселом настроении духа. Это тяжелое настроение еще усугубилось встречею в Аяне с М.С. Корсаковым, который донес о безуспешности своего плавания, и предположением вследствие всего этого, что "Байкал", вероятно, погиб или на пути из Петропавловска, или в Амурском лимане, окруженном, по сведениям В.С. Завойко, опасными банками". Почти двухмесячное плавание Корсакова по Сахалинскому заливу, в районе Шантарских островов и по Тугурскому заливу, во время которого русские моряки неоднократно высаживались на берег, не привело к встрече с Невельским. И Корсаков вынужден был возвращаться в Аян, так и не исполнив своего поручения. Это было в самом начале августа. "Кадьяк" вскоре ушел в Охотск, а Корсаков остался в Аяне у В.С. Завойко ожидать прибытия Муравьева. Василий Степанович сообщил Корсакову, что он со своей стороны послал навстречу "Байкалу" своего подчиненного Д.И. Орлова на байдарах и поручил ему сообщить его командиру последние известия: Муравьев на Дальнем Востоке, а Невельского ищут, чтобы вручить инструкцию.

Генерал-губернатор прибыл в Аян 28 августа. С тревогой он выслушал доклад Корсакова и распоряжение Завойко относительно посылки Орлова, рассказал о своем плавании. Слишком много было поставлено на карту. Нетрудно понять состояние Муравьева, вынужденного с такими невеселыми мыслями и в полнейшем неведении о судьбе "Байкала" возвращаться в Иркутск. Но и чересчур долго ждать также не приходилось — на отдых после плавания и для сборов к предстоящему конному переходу по Аянскому новому, но не менее трудному, чем старый Охотский, тракту отводилось не больше недели. Не за горами был сентябрь, а Невельскому предписано не позже 10 сентября возвратиться в Охотск. Неужели что-то произошло?

Но вот 31 августа, когда терпение у всех было на пределе, перед входом в Аян показался транспорт. Как хотелось, чтобы это был "Байкал"! Нетерпеливое ожидание продолжалось всю ночь, пока транспорт лавировал у входа. Наутро стало ясно: пришел "Байкал". А там, кстати, сначала и не думали вообще заходить в Аян, предполагая встретить Муравьева в Охотске, остановились же здесь лишь затем, чтобы высадить на рейде Аяна Орлова с его байдарами и алеутов, взятых в плавание в Петропавловске.

Старший офицер "Байкала" Петр Васильевич Казакевич писал сестре: "…мы хотели высадить находящихся у нас алеут и, не заходя в Аянский залив, идти в Охотск, но вышло иначе. Чем быстрее стали подлавировать к заливу, тем яснее увидели транспорт "Иртыш" под флагом Военного генерал-губернатора Восточной Сибири Николая Николаевича Муравьева. Нам этого-то и нужно было".

Было еще раннее утро, но все в Аяне были на ногах. Когда уже ни у кого не оставалось сомнений, что пришедшее судно действительно "Байкал", навстречу ему со свитой устремился на двенадцативесельном катере Муравьев. Едва катер поравнялся с "Байкалом", до Муравьева донеслись усиленные рупором слова Невельского: "Сахалин — остров, вход в лиман и реку Амур возможен для мореходных судов с севера и юга. Вековое заблуждение положительно рассеяно, истина обнаружилась". Радость переполнила всех.

И тут уж было не до инструкций и не до "ослушания" — великое открытие ведь совершилось фактически без позволения царя. Невельской никаких царских инструкций не получал, и его действия могли расцениваться как самовольные. Но это все потом — будь что будет! а пока они победители: губернатор и отважный мореплаватель! И общая радость. Радость безмерная. Застолье, устроенное Муравьевым по этому поводу, длилось долго. Разговорам, казалось, не будет конца. Больше всего пришлось говорить Невельскому, которого заставляли снова и снова повторять самую важную новость — о южном проливе. Шутка ли: ошиблись Лаперуз, Браутон, Крузенштерн, Гаврилов, а Невельской доказал свою правоту.

Не дождавшись в Петропавловске инструкций, Невельской собрал офицеров корабля, объявил им о своем решении выйти в море, чтобы осуществить давно задуманное, и заручился их поддержкой. Опись почти неведомых берегов началась с побережья Сахалина. Были исправлены неточности карты Беллинсгаузена, который в составе экспедиции Крузенштерна производил тут первую морскую съемку. Затем, обогнув северную оконечность острова, транспорт вошел в залив, названный Гавриловым заливом Обмана, а у Невельского получивший имя "Байкала", и встал на якорь в преддверии лимана Амура. Оттуда начались исследовательские работы.

На опись — ее производили со шлюпок — поочередно посылались все офицеры. Честь войти в устье Амура и подняться по нему до мыса Чныррах досталась Казакевичу. Сахалинский фарватер исследовали Гейсмар и Гроте. Где только можно было успеть, работал штурманский офицер Л.А. Попов. А затем, когда карта северной части лимана обрисовалась совершенно четко, Невельской, оставив за себя на "Байкале" Казакевича, с тремя офицерами на трех гребных судах 15 июля утром отправился на юг. Идя от мыса Пронге "до 26-го числа, не спуская глубин, пользуясь попутным ветром, спустились вдоль берега лимана чрез Южный пролив в широту 51°45′, т. е. около 5 миль за предел исследования капитана Бротона (Браутона. — А.А.),и возвратились к мысу Погоби. Определили выход из лимана к югу, астрономическое положение мысов Пронге (южный входной мыс в устье Амура. — А.А.),Муравьева и Погоби (мысы на материке и на Сахалине в Южном проливе, который назван был затем проливом Невельского. — А.А.),и широты селений Мый и Чоме; описали и осмотрели берега лимана и его окрестностей с юга на этом пространстве и обследовали устья рек, впадающих в лиман при селениях Уси, Мый и Чоме. Затем, промерив Южный пролив, определив ширину его, до 1 августа следуя вдоль берега Сахалина к северу, не упуская глубин, описали и осмотрели восточный берег лимана, определили астрономические положения мысов Погоби и Халезова и широту селения Наньо, обследовали устья рек Пыски и Пыйде и, определив соединение Южного фарватера с Северо-Западным (ныне фарватер Невельского. — А.А.),1 августа возвратились на транспорт".

И тут перед Невельским встала дилемма. Главная задача была решена, а времени оставалась еще много. Если бы теперь появились посланцы Муравьева, то, вероятно, удалось бы освободиться от обязанности исследовать залив великого князя Константина и всю эту часть побережья Охотского моря. В этом случае он смог бы вторично исследовать Южный пролив, но теперь уже на "Байкале", а не на шлюпках, обогнуть таким образом весь Сахалин и доказать всему миру, что Сахалин — остров и что пролив между ним и материком вполне проходим морскими судами. Но никто, однако, не показывался вблизи "Байкала". Приказание генерал-губернатора было необходимо исполнить. Пришлось отправиться для проведения предписанных исследований.

На этом пути и был встречен Орлов, разыскивающий "Байкал". Только сейчас Невельской узнал, что к нему направлен Корсаков с долгожданными инструкциями. Из письма Муравьева, посланного из Якутска (его тоже доставил Орлов) стало ясно, что генерал-губернатор может оказаться в Охотском порту на обратном пути с Камчатки. Но встреча с Орловым произошла в тот момент, когда все работы были уже завершены, а "Байкал" направился в Аян, где должны были остаться находившиеся на его борту алеуты. Неожиданная встреча с правителем края как бы венчала триумф осуществившихся замыслов.

Из Аяна Муравьев со всеми документами о своем путешествии и об исследованиях Невельского не ехал, а буквально мчался, словно на крыльях летел в Якутск. Даже трудный переход через хребет Джугджур показался легким. Планы были великолепны и казались близкими к осуществлению: перенести порт в Петропавловск, начать Широкое освоение далекой Камчатки, открыть плавание по Амуру, организовать экспедицию по исследованию Амурского края, основать там поселения, возвратить стране исконно русские земли по Амуру. Неизбежные дорожные осложнения на Аянском тракте не задержали надолго путешественников, и 22 сентября губернаторский караван прибыл в Якутск. Невельской же благополучно доставил транспорт в Охотск, сдал его местному начальству с командой, а сам с офицерами отправился в долгое путешествие по суше в столицу. Прибыв в Якутск 3 октября, он застал тут еще Муравьева со свитой, ревизовавшего область. В ожидании зимнего пути генерал-губернатор прожил тут более месяца, не только в деталях вникнув в управление областью, но и составив описание Якутского казачьего городового полка.