По прибытии в Петербург Макаров засел за работу.
Он привез с собой множество записей, однако этот огромный материал еще предстояло обработать. До сих пор Макаров никогда не занимался географией, а тем более узким разделом этой науки - гидрологией. Теперь он вновь садится за книги и карты. Он обращается за советом к различным специалистам. Так он познакомился с преподавателем Морской академии, известным ученым-гидрологом капитаном Ф. Врангелем. Позднее Врангель, ставший самым близким другом Макарова, вспоминал об их первом знакомстве: "Меня крайне заинтересовали важные результаты его наблюдений; и еще более поразила меня его личность, которую можно было вполне оценить, лишь видя его в работе. Даровитых русских людей я встречал часто, но редко природная быстрота соображения и проницательность ума соединяются с таким неутомимым трудолюбием, как у Степана Осиповича Макарова".
Морская служба Макарова продолжалась своим чередом и также требовала немалых сил и хлопот. 21 февраля 1883 года он был назначен флаг-капитаном (помощником) командира Практической эскадры Балтийского моря адмирала Чихачева.
Исследование о течениях в Босфоре было завершено.
И тогда пришел заслуженный триумф. Случилось это 21 мая 1885 года: Макаров прочитал на заседании Российской академии наук доклад "Об обмене вод Черного и Средиземного морей". В том же году эта капитальная работа была опубликована в академических "Записках".
Суть в том, что из Черного моря вытекает почти в два раза более воды, чем притекает. Объясняется это просто. В Азовское и Черное моря впадает множество рек, в том числе такие полноводные, как Дунай, Днепр, Дон. Реки опресняют морскую воду, а испарение воды в черноморских широтах не слишком сильное. В итоге Черное море как бы переливается "через край" в море Мраморное, а затем и в Средиземное.
Материал его исследований оказался добротным. В 1917-1918 годах известный немецкий океанограф Мерц провел фундаментальное исследование Босфора. В его распоряжении были не бочки с водой, а сложные приборы, которых не знали во времена Макарова. Да и не приходилось Мерцу тайком выходить в пролив на шлюпке - нет, турецкие власти всячески помогали ему. И что же? Оказалось, что все основные выводы и подсчеты, выполненные немецким ученым, полностью согласуются с соответствующими положениями Макарова, и сам Мерц с большим уважением отозвался о работе русского ученого-моряка.
Обстоятельное исследование Макарова, высоко оцененное современниками и безусловно признанное потомками, сразу поставило его в ряд крупных ученых России. И как признание этого Академия наук в 1887 присудила ему премию, самую почетную в ученом мире России.
Конечно, Макаров загодя услышал, что его работа была выдвинута на премию. Как ни таят это до публичного объявления, "утечка информации" всегда происходит, так было, так и будет. Макаров услышал: премия митрополита Макария. Православные святцы всегда находились у него под рукой, заглянул и удивился: уже в его время на Руси это имя было редким, а в святцах числилось аж 19 Макаров, причисленных к лику святых.
Дотошный во всем, Макаров взялся за книгу "Словарь исторический о Святых, прославленных в Российской церкви и некоторых подвижниках благочестия, местно чтимых". Это издание, как знали все хоть мало-мальски образованные люди, вышло в свет в 1836 году и удостоилось тут же хвалебного отзыва Пушкина, опубликованного в "Современнике".
И опять пришлось удивляться Макарову: среди святых угодников, в России просиявших, девять Макариев. Немало. Кто же из них избран академией для освящения своей почетной награды?
Макаров справился у известного академика Рыкачева, физика по ученым делам и глубокого знатока православия. Тот охотно рассказал, что премия названа в честь митрополита Макария, который церковью пока еще не канонизирован. А потому в честь этого святителя, что он при царе Иване IV углубленно занимался наукой. Составил лицевой летописный свод, знаменитые "Четьи-Минеи" - основополагающий сборник для православного люда, где на каждый день года предписывались праздники почитания святых угодников и подобающие по сему случаю молитвы. Все двенадцать томов, по одному на каждый месяц.
...Актовый зал Академии, как обычно, торжествен и строг. Старейший из академиков, присутствовавших на собрании, объявляет о решении по макарьевским премиям. На этот раз честь выпала знаменитому на весь ученый мир химику Александру Бутлерову. Имена награжденных зачитывались, по обычаю, в алфавитном порядке. Третьим в списке Макаров услышал свое имя.
Макаров, как и другие награжденные, произнес ответное слово. По обычаю, оно было очень кратким. Но все эти несколько кратких минут он смотрел только на одно лицо в зале - это была Капитолина Николаевна, молодая, красивая, в строгом, но изысканном платье. Макаров видел, что она довольна славой своего супруга, отчего сам супруг был счастлив вдвойне.
Но ни счастливая в тот день Капитолина Николаевна, ни бравый каперанг, ни сам знаменитый Бутлеров не могли предполагать, что научные дела Макарова только начинались. И вскоре же продолжились, только в самом неожиданном направлении...
Часы на башне Адмиралтейства едва пробили три, а в окнах длинного фасада уже загорелись огоньки: зимний день короток. За одним из таких окон у обшарпанного стола сидит писарь в матросской форме. На столе стеклянная керосиновая лампа, чернильница, листы бумаги. Писарь пожилой, с прокуренными усами, даже за столом не теряет он выправки и четкости движений: шутка ли, тридцать пять лет службы, при государе императоре Николае Павловиче начинал. А тогда было строго, ох строго...
Лампа горит ровно, не коптит. Размеренно скрипит перо по плотной бумаге. И ложатся на бумагу ровные, четкие строки - столь же ровные и четкие, как строй гвардейского экипажа на высочайшем смотру. Нигде нет таких писарей, как в военном ведомстве! Ни один департамент, будь то хоть департамент полиции, не может похвалиться таким образцовым исполнением документов. Старый писарь знает это и втайне гордится своей принадлежностью к писарской аристократии. Вот и сегодня он исполняет бумагу важную: снимает копию для самого управляющего Морским министерством.
Вверху листа писарь каллиграфически вывел дату: "9 февраля 1886 года". А затем начал с красной строки:
"Согласно выраженному вашим превосходительством желанию имею честь представить краткое изложение того, что вы изволили снисходительно выслушать от меня на словах". Абзац кончился, далее следовал подзаголовок. Писарь вывел: "Непотопляемость". И подчеркнул это слово жирной линией, прямой, как натянутый якорный канат. А далее опять с красной строки: "В 1869 году я служил мичманом на броненосной лодке "Русалка"...".
Писарь подчеркивает подзаголовок: "Пластырь". И с красной строки: "Первый пластырь был сделан тогда же по моему указанию и служит по настоящее время образцом, по которому выделываются пластыри". Следуют подзаголовки далее: "Крылатая мина", "Магистральная труба", "Автоматический регулятор углубления"... Один за другим исписанные листы ложатся в сторону - два, четыре, семь...
Писарь прибавляет огонь в лампе: за окном совсем уже стемнело. И снова выстраиваются на новом листе ровные строчки. Опять подзаголовки: "Опреснители для паровых катеров", "Жидкое топливо на крейсерах в помощь углю", "Тройное расширение пара на корвете "Витязь"... И вот наконец исписан последний лист, шестнадцатый по нумерации. Внизу писарь выводит подпись, стоящую на подлиннике, с коего снималась копия для адмирала: "С. Макаров". Для старого писаря жизни вне флота нет. Да и не было. Вот почему он знает всех и вся. Макаров? А, это тот самый герой последней войны. А теперь он где же служит, дай бог памяти?.. Как же, как же: недавно назначен командиром нового корвета "Витязь". Старый писарь поднялся и, тяжело ступая ревматическими ногами, понес документы в канцелярию.