Летом 1900 года «Ермак» ушел в Ньюкасл для капитальной перестройки носовой части; конструкцию Макаров предложил совершенно изменить. Передний винт, не оправдавший себя, был снят. Решено было также удлинить носовую часть на четыре с половиной метра. Превращение носовой части ледокола в более острую и длинную, по мнению Макарова, позволило бы кораблю более легко врезаться в ледяные поля и раздвигать льдины. Предложение Макарова было одобрено специальной комиссией. Более полугода потребовалось на переделки. Лишь в феврале следующего года ледокол вышел в Кронштадт. У Толбухинского маяка его встретил Макаров. Он хотел лично убедиться, каковы стали качества ледокола после реконструкции. Проба прошла вполне успешно. Правда, испытания происходили не в арктических льдах, а в Финском заливе, но Макаров не сомневался, что ледокол в его новом виде будет лучше работать и в полярных условиях.
Удачно проведенные испытания положили конец колебаниям Витте, и он окончательно разрешил экспедицию. Через два дня Макаров представил полную программу плавания и план всех подготовительных работ. «Ермак» должен был идти к устью Енисея, но не через Югорский Шар149, как обычно ходили туда, а вокруг северных берегов Новой Земли, то есть вокруг мыса Желания. Такой маршрут, сравнительно менее рискованный, был вполне сознательно избран Макаровым из опасения, что более смелые и широкие замыслы могут испугать Витте и экспедиция опять не будет разрешена. Намеченный маршрут не удовлетворял Макарова, но он вынужден был с этим смириться.
Вместе с тем и этот маршрут заслуживал внимания, так как северные окраины Новой Земли и условия плавания в этом районе еще никем не были изучены. Обратный путь, в случае благоприятного состояния льдов, намечался севернее.
Такая программа действительно не вызвала возражений и была утверждена. На Макарова возлагалось исследование пути по северную сторону Новой Земли и одновременно нанесение на карту ее западного берега.
Макаров не скрывал своей радости. Полтора года с удивительной настойчивостью добивался он разрешения вновь устремиться на своем ледоколе в неизведанные просторы Арктики и, наконец, достиг своего.
Обладая большим жизненным опытом и трезво оценивая сложившуюся обстановку, Макаров отлично понимал, что он взялся за дело чрезвычайно рискованное и что неудача может постичь его так же, как и в предыдущих плаваниях. Об этом свидетельствует его «весьма секретная записка», составленная им перед отправлением в плавание и адресованная на имя царя. Эту записку в запечатанном конверте Макаров передал адмиралу В. Мессеру «на случай, если к 15 октября 1901 года никаких известий о благополучном возвращении „Ермака“ не будет». Содержание этой записки теперь известно.
«Теперь предстоит плавание в Ледовитый океан, — писал в ней Макаров. — Вся ответственность как за мою мысль, так и за ее исполнение лежит на мне одном, и если на „Ермаке“ что-нибудь не сделано, то виноваты не те, которые сумели помешать, а я, который не сумел этого отвратить. Мною сделано все, что оказалось в данных условиях возможным, чтобы ледокол „Ермак“ мог выдержать всякие случайности, которые сопряжены с этим плаванием…»150 Далее Макаров советует, что надо будет делать и как поступать, если придется посылать экспедицию на поиски исчезнувшего ледокола. Считая посылку санной партии нецелесообразной, Макаров советовал немедленно приступить к постройке ледокола, вдвое меньшего, чем „Ермак“. Тут же были приложены чертежи этого ледокола. Заканчивалась записка так: „Прошу великодушно простить мне это, ибо единственное побуждение, которое толкает меня на север, есть любовь к науке, желание раскрыть те тайны, которые природа скрывает от нас за тяжелыми ледяными преградами“.
Начались сборы. Времени оставалось мало. Макаров представил программу министру 11 апреля. В середине мая «Ермак» должен был отправиться в путь, а ничего еще не было готово. Сам Макаров, исполнявший в это время обязанности главного командира Кронштадтского порта, имел очень мало времени для наблюдения за подготовкой экспедиции, «лишь небольшие обрывки», как говорил он.
И все же экспедицию нельзя было упрекнуть в плохой организации. С особенным вниманием Макаров подбирал людей. Команда была предупреждена о возможных трудностях и случайностях, вплоть до вынужденной зимовки. Но это отпугнуло лишь немногих. Личный состав «Ермака» почти не переменился — в новое плавание пошли почта все те, кто плавал на «Ермаке» зимой. Всего в экипаже «Ермака» числилось девяносто три человека. Это был народ молодой, энергичный и бесстрашный. Хорошо была обеспечена экспедиция и научным персоналом. На корабле имелись астроном, геолог, метеоролог, топограф, гидролог, физик-магнитолог, зоолог, ботаник и фотограф.
16 мая 1901 года «Ермак» отправился в путь. Он должен был зайти в Ньюкасл за углем, затем в Тромсе. Макаров не участвовал в плавании. Ему предстояло еще закончить дела в Кронштадте. В Ньюкасле было погружено 3200 тонн угля — столько, сколько могли вместить бункера. Перед походом к Новой Земле «Ермак» временно поступил в распоряжение русской градусной экспедиции академика Ф. Н. Чернышева. Под его начальством «Ермак» сходил на Шпицберген и 14 июня вернулся в Тромсе. Через три дня сюда прибыл и Макаров.
В Тромсе Макаров собрал всех членов экспедиции и подробно разъяснил, кто и что должен делать. На себя он взял руководство гидрологической частью. Закончив все приготовления и пополнив запасы угля, «Ермак» 21 июня 1901 года отправился в путь, взяв курс на расположенный в северной части Новой Земли полуостров Адмиралтейства. Обычно в это время западные берега Новой Земли на значительном протяжении бывают свободны от льда, но в 1901 году ледовая обстановка в этом районе была исключительно тяжелой. Еще не доходя новоземельских берегов, ледокол вошел в большое, совершенно ровное поле льда толщиной около одного метра. Однако новоземельский лед был для «Ермака» не труден. Он смело и уверенно шел вперед, легко ломая лед.
По пути встречалось много медведей. Они с любопытством смотрели на невиданное зрелище и иногда почти вплотную подходили к борту ледокола.
Научные работы велись с самого начала плавания. Через каждые пятьдесят миль делали станцию151 и производили глубоководные исследования.
Но чем дальше продвигался «Ермак», тем яснее было, что изменения, произведенные в конструкции носовой части, помогают ледоколу мало. Ему все труднее становилось бороться со льдами. Щель, которую он прокладывал во льдах, становилась все уже и извилистее. Не доходя до полуострова Адмиралтейства, несколько южнее его, ледокол оказался в сплошном торосистом льду и дальше продвигаться не смог. Эта стоянка продолжалась несколько дней. По временам лед слегка ослабевал, расходился, и тогда «Ермак» немного продвигался. Но эти ничтожные результаты никого не радовали. Угля расходовалось очень много. Тяжело было на сердце у Макарова. Все же он решил бороться. Начались бешеные удары в лед с полного хода. За первым ударом следовал второй, третий… но успеха не было. После первого удара перед торосом образовалась густая каша битого льда, которая ослабляла силу последующих ударов. После каждого удара ледокол продвигался вперед все меньше.
Другие меры, принятые Макаровым, также успеха не имели. «Ермак» застрял во льдах. Через несколько дней лед немного ослабел и удалось пройти вперед около двух миль, но затем снова началось сжатие льдов, причем более сильное, чем предыдущее.
Всегда жизнерадостный и веселый, заражавший всех своей бодростью, Макаров на этот раз сам начал терять уверенность в благополучном исходе. Однако виду не показывал. Вот запись в его дневнике от 11 июля: «Проснулся в 41/2 часа и до утра не мог заснуть. Мысль, что мы совершенно во власти природы, меня страшно гнетет. Если льды раздвинутся — мы можем выйти, а если нет — мы останемся и зазимуем. Мы находимся в торосистом поле. Перед носом и за кормой у нас тяжелый лед, слева — легкое поле, все усилия повернуть ледокол в эту сторону оказались напрасными». Над «Ермаком» нависла реальная угроза зимовки.
Чтобы поднять настроение экипажа, Макаров решил занять всех общей работой. С лопатами, кирками и другими инструментами люди вышли на лед и начали растаскивать куски льда в разные стороны. Макаров был вместе со всеми. Но скоро все увидели, что руками в ледовитом океане много не сделаешь. Работы на льду были отменены.
Но сидение на корабле быстро наскучило. Многие совершали прогулки по льду, иногда проваливаясь в запорошенные снегом проталины. Макаров сам дважды выкупался в такой проталине.
Как-то вечером группа участников экспедиции отправилась пешком к западу на разведку. Впереди