Военные действия велись в знойной, безводной пустыне, в расстоянии четырехсот километров от Каспийского моря, снабжать же значительную по тому времени армию приходилось решительно всем, до пресной воды включительно. Несмотря на самое заботливое отношение к «кораблям пустыни» — верблюдам, единственному средству передвижения в крае, весь путь был усеян их трупами, и из тридцати тысяч верблюдов к началу зимы осталось не больше половины.

Не находя иного средства улучшить транспорт, от которого действующие войска находились в полной зависимости, Скобелев решил построить железную дорогу от Красноводска до Кизыл-Арвата. Организовать это дело и доставить все необходимое: шпалы, рельсы, вагоны, локомотивы поручено было Макарову. По подсчетам, вес этого оборудования определялся в два с половиной миллиона пудов, и все это необходимо было доставить в самом срочном порядке.

Макаров мобилизовал не только все наличные транспортные средства Каспийского моря, в том числе полностью пароходы общества «Кавказ и Меркурий», но зафрахтовал свыше ста парусных шхун, принимавших от десяти до тридцати тысяч пудов груза. «Чтобы все занятые суда не разбежались из Астрахани, — доносил Макаров, — пришлось их грузить почти одновременно, так что почти одновременно они отправлялись в путь и одновременно прибывали». Эти огромные караваны почти ежедневно прибывали к месту назначения в Красноводск и переправлялись дальше. Нередко в пути настигал шторм. Особенно памятен был зимний шторм от норд-веста, разразившийся 3 декабря. Несмотря на огромные волны, суда с грузом шпал, идя самым малым ходом, благополучно достигали Красноводска. Перед отправкой барж в путь Макаров предусмотрительно грузил лес «стыками в разгон», так что баржа представляла как бы один сплошной кусок дерева.

Макаров блестяще справился с возложенной на него задачей. Строители, не испытывая ни в чем нужды, сооружали железную дорогу с молниеносной быстротой.

Изыскивая и другие пути сообщения для транспортировки грузов в армию, Скобелев поручает Макарову произвести обследование мелководной извилистой реки Атрек, впадающей в Каспийское море и граничащей в нижнем течении с Персией. Никогда не проходила еще по Атреку ни одна лодка. Взяв паровой катер и два «киржама», то есть две плоскодонных лодки самой легкой постройки, Макаров двинулся в путь. Река оказывается местами настолько мелководной, что тяжелый катер приходится волочить по дну, поставив его на полозья из двух досок. Много затруднений причинял и растущий по обоим берегам прибрежный кустарник, стлавшийся чад рекой и до того густой, что иногда случалось пробираться сквозь сплошные заросли.

Макаров прошел вверх по течению около трехсот верст, одолев реку до местечка Гудры. Он дал подробное естественно-историческое описание реки и высказал много впоследствии оправдавшихся соображений о прошлом этой реки и ее происхождении. Он установил также и транспортные возможности реки и опроверг существовавшее убеждение о ее непроходимости в течение всего года. По мнению Макарова, зимою и весною по Атреку могут беспрепятственно плавать груженые лодки.

Несмотря на трудность перехода и крайне неблагоприятные климатические и местные условия, больных среди сопровождавших Макарова матросов не было.

Во время похода Макаров обнаружил на Атреке обильные источники нефти. В связи с этим открытием его занимала мысль о переходе на нефтяное отопление судов военного флота. Эта мысль не переставала интересовать Макарова до конца его дней.

Вернувшись из атрекского похода, Макаров застал приказ о назначении его начальником морской части при войсках, действующих в Закаспийском крае. Помимо обязанностей начальника морской части, на Макарова было возложено общее наблюдение за перевозкой всех грузов, прибывающих из Астрахани. Немного позже он был назначен начальником гарнизона в Красноводске и затем, после отъезда генерал-губернатора Анненкова, Макарову было поручено также решение всех дел по управлению Закаспийским военным отделом.

По своей инициативе Макаров оборудовал в Петровске и в форте Александровске нефтяные базы.

12 января 1881 года после ожесточенной обороны последний оплот текинцев — крепость и город Геок-Тепе были взяты штурмом. Этим закончился процесс присоединения Средней Азия к Российской империи.

Скобелев уехал, Макарову пришлось еще задержаться на Каспии, эвакуируя войска, а также перевозя больных и раненых. Ко дню его отъезда Красноводская железная дорога была проложена уже на 117 километров, работы продолжались чрезвычайно быстро, и вскоре путь достиг Кизыл-Арвата, расположенного в 224 километрах от моря. Перед отъездом в Петербург Макаров представил командующему войсками Каспийского военного округа подробный проект реорганизации всей морской части в Закаспийском крае.

Участие Макарова в Ахал-Текинской экспедиции не было значительным событием в его жизни, но и здесь проявились характерные для него качества: инициатива, изобретательность, пытливая наблюдательность, блестящие организаторские способности и умение в любом новом для него деле находить то, что надо улучшить, исправить, изменить.

Полный новых впечатлений и идей, приехал Макаров в середине 1881 года в Петербург. Необходимо было покончить с делами и отчетами Ахал-Текинской экспедиции, а затем приступить к разработке проекта миноносца. Но Макарова отрывают от намеченной работы и посылают снова на Черное море, в столицу Турецкой империи командиром стационара «Тамань», находящегося в распоряжении русского посольства в Константинополе [37] . Это полудипломатическое назначение Макарова было предпринято не без цели. В закончившейся войне «Константин» и его команда были грозой для турецкого флота. Поэтому назначение Макарова рассматривалось в Константинополе как еще одно подтверждение курса «твердой политики» по отношению к Турции со стороны царской дипломатии. Должность командира стационара, хотя и не требующая особенного напряжения ума и энергии, считалась в те времена почетной, завидной. У Макарова появилась теперь возможность отдохнуть от вечно напряженной обстановки, обычной на военном корабле.

Но бездеятельности Макаров не любил, и желания отдыхать, ничего не делая, у него никогда не было. Лучшим отдыхом для него было чередование одного занятия с другим. И он вскоре здесь, в Константинополе, нашел себе такое занятие. Стремление вносить во все, с чем он сталкивался в жизни, как в малое, так и в большое, точность и ясность, привычка не проходить равнодушно мимо любопытных, неразгаданных явлений — составляли характерные черты Макарова.

Пребывание в Босфоре явилось крупным событием в жизни Макарова, как ученого. Здесь он стал гидрологом, занявшись научно-исследовательской работой по изучению течений в проливе.