Такое образное объяснение, разъясняющее ситуацию людям, мало знакомым с условиями Черного моря, сыграло свою роль: главное управление Черноморского флота осталось в Николаеве. Как известно, в годы Крымской войны Черноморский флот погиб в осажденном Севастополе, однако сохранилась та кораблестроительная база, которая позволила его со временем восстановить.
Оставляя Николаев, в приказе 7 октября A. C. Грейг обратился с благодарностью ко всем чинам флота и обещал при необходимости свою помощь. Действительно, он не раз являлся ходатаем по делам черноморцев, которые обращались к нему. На прощальном обеде жители Николаева вручили Грейгу адрес, в котором перечислили заслуги адмирала в развитии города и в ярких выражениях высказали свою благодарность. При отъезде многие николаевцы собрались у дома адмирала и проводили его до заставы.
И в новом качестве Грейг активно работал, готовил документы и выступал по различным вопросам, состоял председателем комиссий военных и морских дел, законов и законодательства, экономики, гражданских дел, польских дел и других. В частности, в 1834–1835 годах он был членом Комиссии по сокращению расходов при Государственном совете. В 1834 году Грейга назначили состоять при особе Императора; в 1841 году его вторично наградили украшенной бриллиантами табакеркой с императорским портретом, в 1843 году — 2000 золотых единовременно и орденом Святого Андрея Первозванного.
После переезда в столицу обязанности адмирала по сравнению с обязанностями главного командира значительно уменьшились. Это облегчение обязанностей позволило адмиралу больше внимания уделить любимому делу — астрономии и другим отраслям науки.
Адмирал-ученый
Грейг не только принимал решения в области кораблестроения и готовил эскизы. Хорошо владея математикой, он производил расчеты, в частности, большое внимание моряк уделял определению парусности судов.
До того как адмирал при помощи К. Х. Кнорре предложил усовершенствованный способ математического описания подводной части судна, основанный на работах Чапмана, параболический способ проектирования России не был известен. Грейг отмечал позднее, что предложенный способ составлять чертежи «по точности и простоте своей несравненно удобнее и легче доселе употребляемого и который притом подводной части судна дает строго математическую фигуру вместо произвольного и никаким правилам не подходящего прежнего вида».
Академия наук рассмотрела в мае 1826-го и сентябре 1827 года записки A. C. Грейга «Исследования о составлении чертежей корабля по параболической методе» и «Определение указателей грузовой ватерлинии» и высоко оценила их. Академики отмечали: «Сия теория имеет ту математическую общность, ясность и строгость, которых доселе недоставало в сей части корабельной архитектуры. Посему сей труд может быть почитаем важным обогащением науки и, следовательно, вполне заслуживает одобрения академии».
В 1832 году, незадолго до отъезда Грейга с Черного моря, в Николаеве вышла книга адмирала «Краткое описание способа, по которому корпуса судов образуются на математических основаниях». В ней Грейг отмечал, что применение параболического метода составления чертежей судов на Черном море началось с 1824 года, а в 1826 году был заложен первый спроектированный этим методом 84-пушечный корабль «Императрица Мария». Всего по этому методу под руководством Грейга были построены 53 судна, включая 7 кораблей и 6 больших фрегатов. Автор писал о методе:
«Чертеж судна всякого рода составится по сим основаниям от самого острокильного люгера до плоскодонного флашхоута (Lighter), как скоро известны будут главные размерения и требуемое водоизмещение, также площади мидель-шпангоута и грузовой ватерлинии с ограничением центра тяжести подводной части относительно длины судна. Все прочее зависит от предназначения судна и предусмотрительности строителя».
Параболический метод проектирования по методу Чапмана — Грейга использовали, пропагандировали и развивали известные кораблестроители С. Бурачек, A. A. Попов и другие ученые.
Грейг особо занимался вопросами остойчивости корабля. Используя формулу начальной остойчивости Л. Эйлера и опытное кренование судов, адмирал предложил метод расчета крена на случай сильного ветра и стрельбы пушек одного борта. По этому методу в 1817 году контр-адмирал Мессер провел испытания остойчивости кораблей «Париж» и «Николай». Затем подобные испытания проводили на всех новопостроенных кораблях и фрегатах.
Грейг разработал метод практического определения центра тяжести корабля, что до того в России не делали. Метод был изложен в правилах, которые объявил флагман 17 мая 1824 года. Однако еще сорок лет и гибель корабля «Лефорт» потребовались, чтобы на флоте начали понимать важность определения центра тяжести корабля.
Адмирал, проведя статистическую обработку размерений судов, приказом от марта 1828 года ввел расчет стандартной грузоподъемности судов, что упростило определение их стоимости при заказе и финансово-экономические расчеты, устранило разнобой в подсчете грузоподъемности.
Астрономией Грейг не прекращал заниматься всю жизнь. За границей моряк приобретал астрономические инструменты и литературу, которых не было в России, и постоянно пользовался ими в плаваниях. Вступив в командование флотом, Грейг приказал оборудовать в доме главного командира в Николаеве вместо башенки обсерваторию, в которой часто занимался астрономическими наблюдениями. Одновременно на окраине Николаева в загородном имении Г. А. Потемкина Спасское урочище по его приказу был оборудован для нужд флота «деревянный обсервационный домик». Однако для растущего флота его было недостаточно, и Грейг в письме морскому министру от 29 мая 1820 года обосновал необходимость постройки Морской астрономической обсерватории.
Первые обсерватории появились в России на рубеже XVII и XVIII веков для целей учебных и мореходных в Архангельске и Московской школе арифметических и навигацких наук. В 1726 году была основана обсерватория при Академии наук в Петербурге, в основном для целей картографии. В 1809 году В. Я. Струве основал обсерваторию при Дерптском университете. Но лишь в 1819 году была выстроена обсерватория в Або специально для целей мореходных. На Черном море обсерватории не было. Получив разрешение Александра I, в следующем году главный командир утвердил проект, составленный по типу обсерватории под Або. Началась постройка на Спасском кургане под Николаевом. В 1827 году обсерватория, крупнейшая в России и оборудованная на уровне лучших обсерваторий мира, была достроена. На роль «морского астронома» Грейг пригласил ученика Струве К. Х. Кнорре, который возглавлял обсерваторию полвека, до конца жизни. Позднее, описывая устройство обсерватории, Кнорре писал:
«Устройство ее, к счастию, было поручено начальнику, который, имея сам высокие сведения не только по астрономии, но и по всем математическим и физическим наукам, приложил все старания, чтобы соорудить здание, в полной мере соответствующее нынешнему состоянию науки, несмотря на ограниченность средств, ему предоставленных. Можно смело сказать, что без неусыпных трудов и особенного усердия адмирала Грейга Николаевская обсерватория не существовала бы или по крайней мере не имела бы достаточных средств, чтобы споспешествовать к развитию астрономии».
Работа в обсерватории началась до завершения постройки. Грейг совместно с Кнорре и К. Далем проводил астрономические наблюдения. Часть их результатов была опубликована в специальной литературе, а некоторые помещены на листах Небесного атласа, изданного Берлинской академией наук. С 1822-го по 1824 год благодаря этим наблюдениям получили точную привязку свыше двадцати точек Черноморского побережья, которые послужили основой последующих гидрографических съемок. Работы Кнорре, посвященные вопросам картографии, были по указаниям Грейга изданы Черноморским Депо карт в Николаеве.
Кроме научных исследований, обсерваторию использовали для изучения мореходной астрономии кадетами Черноморского штурманского училища и слушателями Николаевских офицерских курсов. Она служила также астрономическим центром для гидрографов, проводивших съемки берегов, снабжала корабли картами и мореходными инструментами, поверяла корабельные приборы.
В 1822 году за научную работу в области астрономии и руководство созданием обсерватории в Николаеве флотоводца избрали почетным членом Петербургской академии наук.
При отъезде из Николаева Грейг подарил свои личные астрономические инструменты флоту и обсерватории. Но он не оставил прежние занятия, для которых появилось особое направление.
Для картографирования огромной страны требовалось точное определение мест по звездам, следовательно, и точное определение мест звезд на небе, Россия нуждалась в большой обсерватории. Астроном В. Я. Струве выступил с предложением основать обсерваторию под Петербургом. В 1834 году была создана Комиссия по строительству Пулковской обсерватории. Ее составили академики В. К. Вишневский, A. C. Грейг, Е. И. Паррот, В Я. Струве и П. Я. Фусс. По предложению Струве председателем комиссии избрали Грейга. Позднее астроном, назначенный первым директором Пулковской обсерватории, писал:
