Экспедиция носила научный характер, что привело кадета Макарова в большой восторг, поскольку проведение всевозможных морских исследований стало для него нескрываемым увлечением. Однажды командир «Варяга» спросил штурманского кадета:

— Разве вам под силу охотником вызываться на все промеры морского дна?

— Под силу, господин капвторанг. Ведь так интересно изучать океан.

— Что ж, исследуй Охотское море. Может, тебе знания этих работ и пригодятся в будущем...

Степан Макаров добровольно участвует почти во всех научных изысканиях, связанных с прокладкой телеграфной линии с берегов Амура в Северную Америку. Он отмечает в дневнике:

«Само собой разумеется, что из служащих на «Варяге» рады этому поручению только я и человека два, не больше, все же остальные, начиная от капитана и кончая матросами, очень недовольны».

Через некоторое время, будучи в маленьком поселении Гижиге, Макаров запишет следующее:

«Вообще у нас на гидрографические работы смотрели как на пустяки, в то время когда они, отнимая очень мало времени и материалов, доставляют громадную пользу всему, не говоря о торговле и выгоде для края».

На просторах Индийского океана корвет однажды был застигнут страшным ураганом. «Варяг», спустивший все паруса, давал крен до 30 градусов. Почти вся его команда много часов подряд находилась на верхней палубе, откачивая ручными помпами воду из внутренних помещений. При этом над работающими у помп моряков постоянно витала смертельная угроза быть смытыми волнами за борт. Макаров до крови содрал руки вместе с другими моряками.

Молодой штурман, продумав все случившееся, пришел к выводу, что конструкция корабля непременно нуждается в усовершенствовании. Тогда и возникла у него идея непотопляемости судов, над которой он работал в течение всей своей жизни. Идея еще не оформилась реально, но уже овладела умом молодого моряка на долгие годы.

Несомненно, мужественное поведение штурмана во время свирепого шторма в Индийском океане дало основание командиру корвета «Варяг» капитану 2-го ранга Лунду дать своему подчиненному, к которому он при всей своей строгости откровенно благоволил, следующую характеристику:

«В продолжение с лишком годовой службы на корвете Макаров выказал отличные познания по всем отраслям морского искусства, особенное усердие, старание и любознательность. Так, например, из любви к приобретению познаний Макаров присутствовал при всех астрономических и магнитных наблюдениях, деланных лейтенантом Старицким, и вычислял их для себя; кроме того, Макаров — юноша самого благородного и прекрасного поведения».

После «Варяга» Макаров попадает вторично на транспорт «Америка», затем на корвет «Аскольд», отправлявшийся из японского порта Хакодате в Кронштадт по маршруту: Нагасаки — Шанхай — Батавия — мыс Доброй Надежды — Копенгаген — Рига — Кронштадт. Плавание длилось больше полугода. Заходы в иностранные порты сменялись штормовыми переходами.

Новый год экипаж «Аскольда» встречал в тропиках. Стоял удушливый зной. Корвет едва шел на полных парусах под сверкающим звездным небом. Макаров записал в своем дневнике:

«Просвистать 1867 год — и первую на вахту! — раздалась команда, — и появился Новый год, встреченный всеми на середине Индийского океана с бокалами в руках. Штиль такой, что даже рулем не к чему шевелить...

Поэтому, зная о полной безопасности корвета (находящегося сейчас в 500 милях от острова Мадагаскара), я, стоя на штурманской части, вошел в рубку и расположился писать дневник по случаю торжественного вступления 1867 года на вахту».

В мае 1867 года корабль под флагом контр-адмирала Керна вошел в воды Финского залива и бросил якорь у стен первой морской крепости России.

Во время этого перехода из дальневосточных вод через Индийский океан и Атлантику штурмана тревожили мысли о своем флотском будущем: произведут ли сына бывшего боцмана, получившего потомственное дворянство по воле судьбы, в гардемарины или нет? придется ли ему держать в Санкт-Петербурге экзамены по тем предметам, которые не изучались в Николаевском штурманском училище, или для флотского начальства будет вполне достаточно полученного им аттестата? достаточно ли в таком случае его самообразовательных познаний в высшей математике? не придется ли возвращаться в Николаевск-на-Амуре?..

Все эти опасения Степан Макаров изложил на страницах своего дневника. Но судьба не оказалась в той ситуации против него. Все страхи оказались пустыми. В дневнике были и такие строчки, записанные в дни, когда корвет «Аскольд», после стоянки в Англии, взял курс на Кронштадт:

«О, блестящая карьера, предсказанная мне в молодости, вот какова ты, как милости приходится ждать для себя первого чина, и это постигает даже первых учеников морского корпуса. Что же будет со мною?»

Однако все «образумилось». Гардемарин из дальневосточного Николаевского морского училища выдержал строгие экзамены. Он выдержал даже испытание по высшей математике, которая давалась ему с большим трудом по той причине, что ее в Николаевске просто не преподавали. Поэтому математические знания он добывал самообразованием.

В дневнике к тем дням, когда Степан Макаров в.стенах столичного Морского корпуса готовился к экзаменам на первый офицерский чин и познавал новую для себя науку — высшую математику, относится следующая запись:

«Работа подвигается вперед весьма плохо, и я не понимаю хорошенько сути, потому что это можно понять не иначе как после многократных истолкований профессора; а мне обратиться к кому-нибудь и навязать себя в ученики не хочется, потому что это будет в самом деле стеснительно для того, к кому я обращусь».

14 июля того же 1867 года происходит долгожданное производство «воспитанника Морского училища Приморской области Восточной Сибири Степана Макарова в гардемарины с назначением на Балтийский флот». «По особому высочайшему повелению» — так говорилось в приказе по Морскому ведомству.

Потребовалось много официальных справок, удостоверяющих, что кадет Макаров «происхождения благородного» — то есть, что он родился в семье офицера-прапорщика. Последующий чин отца — поручик давал тому законное право на потомственное дворянство. Дворянином Российской империи Степан Осипович стал на девятом году жизни.

Много переволновавшийся кандидат в офицерский корпус Российского Императорского флота запишет в дневнике:

«После долгих усилий множества лиц и после переписки тысячи бумаг начерно и набело я был произведен в гардемарины флота. Как всегда, то, что я предполагаю вперед, никогда не сбывается: я вообразил себе, что главное затруднение будет — неполнота программы Николаевского училища, а вышло, что на это не обратили ни малейшего внимания, а представление было задержано оттого, что не было бумаги о моем дворянстве».

Следует заметить при этом, что доброжелательно относившиеся к выпускнику штурманского училища начальствующие лица не скупились на доброту в даваемых Макарову характеристиках. И даже при этом «проталкивание» кандидата на звание гардемарина шло с откровенным «скрипом». Уж слишком придирчиво относились в кабинетах Морского министерства к личностям кандидатов на звание флотского офицера.

Так, командующий войсками Восточно-Сибирского военного округа генерал Шелашников, через которого шло на Макарова представление к морскому министру, в конце своего собственноручного рапорта заметил следующее:

«...По отзыву его ближайших начальников, Макаров подает надежды стать со временем выдающимся по своим познаниям и усердию флотским офицером».

Командир корвета «Варяг» капитан 2-го ранга Лунд заканчивал свое письмо в инспекторский департамент так:

«Прося ходатайства о Макарове, я, со своей стороны, осмеливаюсь уверить, что Макаров будет одним из лучших морских офицеров молодого поколения, и если перевод из корпуса флотских штурманов во флот есть отличие, то Макаров вполне этого достоин».

Новопроизведенный гардемарин Степан Макаров посетил в столице Адмиралтейство, но не его начальственные кабинеты, а редакцию журнала «Морской сборник». Редакционный работник был немало удивлен тем, что восемнадцатилетний моряк, за плечами которого насчитывалось шесть лет морской практики, принес «стоящую», пусть и небольшую, но чисто научную статью. Она называлась «Инструмент Адкинса для определения девиации в море».