Четыре лета подряд Литке отправлялся на своем бриге в этот край льдов и цинги. Всякий раз продовольствия они брали на 16 месяцев, с учетом возможного попадания в ледовый плен. В 1821 году бриг, отчаливший из Архангельска, за четыре дня достиг берегов Новой Земли. Несколько недель он курсировал вдоль архипелага. Ученые описывали береговую линию. В сентябре моряки вернулись в Архангельск. Литке воспринимал эту экспедицию как разведывательную. Он испытывал возможности брига и его команды, учился работать в арктических условиях.
Следующая экспедиция принесла больше географических открытий: Литке удалось уточнить координаты пролива Маточкин Шар. Только шторм заставил полярников повернуть назад. В третьей экспедиции Литке завершил опись западного берега Новой Земли, подробно описал остров Колгуева. Но плавание едва не закончилось трагически. На обратном пути бриг налетел на каменную банку. Только счастливый порыв ветра помог им уйти с отмели. Со сломанным рулем моряки вернулись на большую землю.
В 1824 году Литке попытался провести бриг к восточному берегу Новой Земли. Но льды оказались непроходимой преградой. На этом его арктическая одиссея завершилась – и Литке принялся за обработку собранных материалов. Книга «Четырехкратное путешествие в Северный Ледовитый океан, совершенное на бриге “Новая Земля”» принесла ему заслуженную славу. На ней выросло несколько поколений русских полярников. Переводчик на немецкий язык, путешественник Георг Эрман в предисловии отметил, что Литке «настолько превзошел всех своих предшественников научным тщанием и беспристрастием своих суждений, что эти работы нельзя пройти молчанием ни в истории мореплавания, ни в истории географии».
Поставив точку в своих записях о Новой Земле, Литке уже готовился к новому кругосветному путешествию на шлюпе «Сенявин» – командиром. Его главной задачей было описание берегов Берингова моря. Это трехлетнее путешествие считалось самой успешной из «кругосветок» того времени. Прежде всего – по количеству географических открытий и качеству их описаний. Мореходу удалось исследовать большой Карагинский остров и пролив, отделяющий его от Камчатки, который в наше время носит имя Литке, подробно описать берега Берингова и Охотского моря.
Достигнув тропиков, сенявинцы занялись подробным исследованием Каролинского архипелага. Шлюп подошел к острову Пыйнипег (Понапе), высадиться на который не удалось из-за враждебности местных жителей. В сторону русского корабля полетели дротики. На борту хватало современного вооружения – и Литке вполне мог принудить островитян к радушию. Но… капитан был сыном гуманного века и записал в дневнике в тот день: «Я готов был лучше отказаться от удовольствия ступить на открытую нами землю, нежели купить это удовольствием ценой крови не только жителей острова, но и, по всей вероятности, и своих людей». В отместку Литке назвал бухту Понапе Портом Дурного Приема – и продолжил плавание. Неподалеку русские моряки нашли несколько небольших островов, которым присвоили имя адмирала Дмитрия Сенявина – «в честь достопочтенного мужа, именем которого украшено было судно наше».
На обратном пути, в Британии, Литке заходил в Темзу, чтобы произвести сравнительные маятниковые наблюдения в Гринвичской обсерватории. Во время путешествия русские исследователи создали целый атлас, заполненный картами, описями и рисунками. Экспедиция доставила в Россию более тысячи экзотических гербариев, 330 образцов гордых пород… Когда «Сенявин» вернулся в Кронштадт – его встречали салютом. Это был настоящий триумф мореплавателя. За описание своих путешествий в 1836 году Литке получил Демидовскую премию – престижнейшую в научном мире.
В 1832 году бывалого моряка назначили флигель-адъютантом, а главное – воспитателем пятилетнего великого князя Константина Николаевича. Император Николай I видел Константина будущим мореплавателем и устроителем русского флота на долгие годы, и Литке должен был превратить мальчика в настоящего моряка.
К радости императора, опытный мореплаватель предложил для своего воспитанника строгий распорядок дня, закалял его организм ночевками в прохладных комнатах. Великий князь не любил учиться, но Литке удалось убедить его в том, что стать настоящим флотоводцем, не зная точных наук, невозможно. Самого же адмирала увлекала изящная словесность. Его книги, его отчеты об экспедициях написаны легким, художественным языком. Неудивительно, что Литке ценил гений Пушкина и в день гибели поэта записал в дневнике: «Говорят много вещей, но лучше забыть их и думать только о том, что померкла на горизонте литературы нашей звезда первой величины!» А потом начались морские вояжи по Балтике с юным Константином. «Молодой человек привыкает к порядку, к лишениям и к подчинению себя долгу. – Немножко морского духу, морской прямоты для Принца не лишнее. – Видеть свет со всех сторон – тоже недурно», – писал Литке.