Прохождения Венеры по диску Солнца – очень редкие астрономические явления, которые группируются парами с интервалом в 8 лет одно от другого, а между парами проходит либо 121,5, либо 105,5 лет. Они происходили в 1631 и 1639 гг., в 1761 и 1769 гг., в 1874 и 1882 гг., в 2004 и 2012 гг. Впервые прохождение Венеры по диску Солнца наблюдал английский астроном Иеремия Хоррокс в 1639 г. Эдмунд Галлей впоследствии обратил внимание на то, что измерения моментов контактов Венеры с диском Солнца дают возможность вычислить солнечный параллакс, то есть уточнить расстояние между Землей и Солнцем, а вместе с тем и другие параметры Солнечной системы. Эти данные имели практическое применение в навигации и географии, позволяя с большей надежностью определять истинные координаты того или иного объекта на поверхности Земли. Поэтому прохождение Венеры в мае 1761 г. вызвало сильный интерес ученых. Подготовка к наблюдению велась по всей Европе. Визуальные исследования должны были производиться в 40 пунктах при участии 112 человек. Это был первый пример крупного международного астрономического сотрудничества.
Русские «обсерваторы» планировали следить за движением Венеры из трех заранее рассчитанных пунктов: Санкт-Петербурга (Н. Г. Курганов, А. Д. Красильников, И. А. Браун и М. В. Ломоносов), Иркутска и забайкальского Селенгинска, куда загодя выехали профессор Н. И. Попов и адъюнкт С. Я. Румовский. Погодные условия для наблюдения в Петербурге и Иркутске оказались благоприятными. В день наблюдения иркутская полиция даже запретила горожанам топить печи, чтобы дым из труб не помешал прибывшему астроному в его исследованиях. Не повезло только С. Я. Румовскому — молодой ученый еле поспел в Селенгинск к назначенному сроку, но небо там оказалось покрыто облаками. Несмотря на отдельные неудачи, астрометрические цели исследования были в основном достигнуты. Сверх того, одному из наблюдателей — М. В. Ломоносову — удалось обнаружить атмосферу Венеры. Он не только разглядел соответствующие оптические эффекты, но и смог дать им верное теоретическое объяснение. В отчете о проведенном наблюдении ученый писал: «Планета Венера окружена знатною воздушною атмосферою, таковою (лишь бы не большею), какова обливается около нашего шара земного». Открытие венерианской атмосферы явилось величайшим астрофизическим открытием XVIII в. Приобретенный в ходе кампании 1761 года опыт, а также дополнительный интерес, вызванный открытием М. В. Ломоносова, привели к тому, что подготовка к прохождению Венеры в 1769 году отличалась невиданным по тем временам размахом. Астрономы стремились как можно шире развернуть сеть наблюдательных пунктов, отправляясь в самые отдаленные точки планеты. Английское Адмиралтейство, например, вменило подобную работу в обязанность капитану Джеймсу Куку, который наблюдал прохождение Венеры по диску Солнца на Таити. Академик С. Я. Румовский отправился с этой целью на Кольский полуостров, несколько других русских экспедиций работали в Сибири. Вообще, в России приготовления приобрели особый размах. Заботу об организации астрономического исследования взяла на себя сама Екатерина II. В марте 1767 г. она отправила письмо директору Академии наук графу Г. Орлову, в котором объявляла свое желание, чтобы Академия определила «наивыгоднейшие» места для наблюдений, заранее позаботилась о подготовке «обсерваторов» и об устройстве обсерваторий, а сами наблюдения провела бы «с крайним рачением». Отвечая на письмо императрицы, члены Академии назвали в качестве наиболее подходящих для наблюдения пунктов крепость Колу и Соловецкий монастырь (на севере), города Оренбург и Астрахань (на юге). На снаряжение и проведение экспедиций академики запросили «от четырех до пяти тысяч рублей». Кроме того, они предложили не ограничивать цели экспедиции одним астрономическим наблюдением, а послать в каждой партии еще и специалиста «в истории натуральной», который должен будет исследовать и описывать естественные богатства страны, хозяйственный быт жителей и другие «натуральные вещи». На все предложения академиков императрица ответила согласием, выразив опасения лишь в связи тем, что «в Коле и в Соловецком монастыре часто туманы бывают, тож и в других назначенных от вас местах». Дабы туман не смог сорвать замыслов Академии, императрица рекомендовала на достаточном удалении от каждого из названных пунктов устроить по дополнительной обсерватории и заранее соглашалась на существенное увеличение расходов. Количество научных партий, таким образом, увеличивалось в два раза. На юге было решено проводить наблюдения в Оренбурге, Гурьеве и Орске, на востоке — в Якутске. Северные «посылки» задумали отправить в Кемь, Кандалакшу, Колу и на Соловки. Оптических и иных инструментов требовалось так много, что пришлось заказывать их сразу в двух европейских странах — Англии и Франции (из опасения, что по отдельности ни одна из держав не сможет выполнить столь большой заказ). О небывалом масштабе задуманных в России астрономических исследований писали европейские газеты. В Петербург начали приходить заявки на участие в экспедициях от иностранных ученых, что решало проблему комплектования «посылок» специалистами достаточной квалификации. «Плод, от сих наблюдений ожидаемый, — писал С. Я. Румовский, — был общий для всего рода человеческаго». С. Я. Румовский, А. Малле и Л. Пикте проводили наблюдения соответственно в Коле, Поное и Умбе. Одновременно с Румовским и его товарищами за прохождением Венеры по диску Солнца в Оренбурге следил В. Л. Крафт, в Гурьеве — Г. М. Ловиц, в Орске — Х. Эйлер, в Якутске — И. И. Исленьев. Не осталась в стороне от важнейшего астрономического события 1769 г. и императрица. Несмотря на не очень удачные условия наблюдения в столичном регионе, она провела вечер, ночь и утро в специально устроенной для нее обсерватории близ Ораниенбаума. Наблюдения прохождения Венеры в 1761 и1769 г. в целом достигли поставленной цели. Если до того времени расстояния в пределах Солнечной системы оценивались с относительными погрешностями в 20-30%, то после обработки всех вновь собранных данных они снизились на порядок — до 2-3%. Это было огромным достижением наблюдательной астрономии второй половины XVIII века. К сожалению, определить значение солнечного параллакса с лучшей точностью не удалось из-за неожиданно больших ошибок в регистрации моментов контактов Венеры с диском Солнца. Точность определения контактов оказалась невысока вследствие влияния атмосферы Венеры.