В назначенный день «Ермак» покинул Кронштадт и двигался до тех пор, пока льды не повредили его корпус и не поломали винт. Судно достигло отметки 8°28' и повернуло назад. Участники плавания добыли богатый научный материал и выявили ряд проектных недостатков корабельного корпуса. В январе 1901 года «Ермак», отремонтированный и конструктивно усиленный на родной судоверфи, под командованием Макарова берет курс на северо-западную оконечность Новой Земли с дальнейшей целью, обогнув мыс Желания, достичь острова Диксон. На этом пути судно попадает в ледовую ловушку и почти месяц дрейфует, зажатое матерыми льдами. Вырвавшись из ледяного плена, «Ермак» первым из русских кораблей достиг Земли Франца-Иосифа и провел океанографические исследования северо-восточной части Баренцева моря. Затем Макаров сделал еще одну попытку обогнуть Новую Землю и выйти в Карское море, но преградившие ему дорогу льды оказались непреодолимыми. «Ермак» вернулся в Кронштадт. На этом макаровская ледовая одиссея закончилась — адмиралу указали, что у него, назначенного главным командиром Кронштадтского порта и военным губернатором города, достаточно и других, более соответствующих его званию задач. Их решением он и занимался вплоть до «несчастной», как часто пишут, Русско-японской войны. Это слово, увы, точно подходит применительно к Макарову — ему суждено было стать одним из ее героев и жертв, погибнув на подорвавшемся и затонувшем броненосце «Петропавловск».
Но Менделеев, рассорившись с Макаровым, продолжает упрямо работать над планом собственной полярной экспедиции. Он создает несколько проектов нового ледокола с разной конструкцией корпусов и бортов, а также с разными вариантами размещения судовых механизмов. Впервые в ледоколостроении он предполагал использовать в качестве основного двигателя двухэтажную пароэлектрическую установку, а также электрифицировать якорное, рулевое и грузовое устройства. Помимо гребных винтов он спроектировал особые устройства для разрушения льда (одно из них представляло собой колеса с шипами). Среди эскизов ледоколов есть даже изображение подводного (подледного) судна водоизмещением 2100 кубических метров с пневматическим двигателем.
Но как ни увлечен Дмитрий Иванович проектами судов будущего, он прекрасно понимает, что в реальности более всего для его целей подходит «Ермак». В 1901 году он вновь обращается в Министерство финансов с просьбой посодействовать его экспедиционному проекту в Совете по делам торгового мореплавания, возглавляемом великим князем Александром Михайловичем. «Однажды рано утром, — пишет в воспоминаниях В. И. Ковалевский, — он зашел ко мне в министерство в сильно возбужденном состоянии.
Остается добавить, что богатырская сила «Ермака» в те предвоенные годы так и осталась неиспользованной, он больше не искал проходов в полярных льдах. Между тем в будущем эта задача будет выполнена, и в последующие десятилетия тот же, хотя и постаревший, «Ермак» не раз пройдет по Северному морскому пути.