Кук должен был составить гидрографическую карту всего течения реки св. Лаврентия от истока до устья. Он исполнил это задание с такой точностью и тщательностью, что английское адмиралтейство издало составленную им карту. Но несмотря на эти успехи, Кук понимал, что одного практического опыта мало и необходимы еще научные знания. Чтобы приобрести их, он занялся во время плаванья геометрией, астрономией и другими математическими науками.
После взятия англичанами острова Нью-Фаундленд Куку было поручено составить географическую карту острова. Кук провел на острове Нью-Фаундленд три года, и работы его обратили внимание английского морского министерства. Кроме своей основной работы на острове, он занимался астрономией и представленные им Британскому Астрономическому Обществу наблюдения полного солнечного затмения были напечатаны в записках Общества.
II
В 1769 году ожидалось очень интересное астрономическое явление, а именно, прохождение планеты Венеры через диск солнца, т. е. как-раз между землей и солнцем. Важность этого явления заключается в том, что оно давало возможность более точно определить расстояние земли от солнца.
Самым удобным местом для наблюдений было южное полушарие, и английское правительство решило отправить туда ученую экспедицию. Экспедиция должна была направиться на только что перед этим открытый остров Таити и там произвести наблюдения. Кроме этой главной задачи, экспедиция должна была подробно исследовать Тихий океан и открыть южный материк.
Материк этот, как предполагали ученые того времени, должен был находиться в южной части земного шара. Так как в Северном полушарии находятся очень большие материки, то ученые того времени считали, что для равновесия земного шара необходимо такое же количество земли и в южном полушарии.
Начальником этой экспедиции предполагали назначить известного в то время ученого и путешественника Дальримпля. Однако условия, которые предложил правительству Дальримпль, оказались неприемлемыми. Секретарь адмиралтейства Стифенс предложил тогда английскому министерству назначить на должность начальника экспедиции Джемса Кука. Предложение было принято, и в 1768 г. Кук был назначен капитаном корабля «Эндевер». Это был десятипушечный корабль с экипажем в 84 человека. Кроме капитана и экипажа судна в состав экспедиции вошли: астроном Грин, доктор Соландер и естествоиспытатель Бенкс. Последний был очень полезным спутником, потому что часто принимал участие в опасных морских путешествиях. С ними также был и врач.
В конце 1768 года «Эндевер» вышел из порта Плимута и проплыл мимо острова Мадейра. Отсюда пройти в Тихий океан можно было двумя путями: первый вел через Магелланов пролив, а второй лежал мимо мыса Горн. Кук направился вторым путем, хотя мореплаватели того времени считали его более опасным. Оказалось, что Кук поступил совершенно правильно, выбрав второй путь. Он выиграл на этом несколько дней, да и дорога эта оказалась менее опасной, чем первая.
Произведенные Куком вместе с Грином точные астрономические наблюдения и инструкция, написанная Куком для моряков, огибающих мыс Горн, облегчили плаванье последующим мореплавателям и исправили географические карты.
Обогнув мыс Горн, Кук открыл в Тихом океане несколько новых островов, покрытых яркой тропической растительностью.
13 июня 1769 г. «Эндевер» остановился в Матавайском порту острова Таити, и экспедиция высадилась на берег. Кук, незнакомый с нравами туземцев, боялся нападения с их стороны. Поэтому он приказал матросам выстроить на берегу укрепленную обсерваторию таким образом, чтобы ее можно было защищать артиллерийским огнем с корабля. Когда обсерватория была готова, путешественники приступили к выполнению своей задачи. Вычисления, полученные в результате наблюдений над Венерой, были выполнены настолько хорошо, что еще 50 лет оставались научно-современными.
Помимо астрономических исследований, Кук и Бенкс изучали быт туземцев. В своих записках Кук отметил у них интересную черту: полное отсутствие тех понятий собственности, которые свойственны всем европейцам. Таитяне воровали у путешественников всевозможные вещи, не видя в этом ничего предосудительного. Не так относились к этому матросы, и на этой почве бывали не раз столкновения. Другая черта, отмеченная Куком у туземцев, это их добродушие. Дикари быстро забывали нанесенные им обиды, и отношения между мореплавателями и таитянами в общем установились вполне дружественные.
7 июля англичане стали приготовляться к отплытию. Проститься с уезжающими пришло очень много туземцев. Между ними был таитянин по имени Тупиа, который явился на корабль со своим 13 летним сыном. Он выпросил у Кука разрешение сопровождать экспедицию, и Кук взял его с собой.