В начале 1767 г. в Нижний прилетела весть, что караван судов императрицы начал движение из Твери вниз по Волге. К Кулибину прибыл нарочный от губернатора с приказом изготовить часы для подарка царице не позже 20 мая. Кулибина взяла оторопь – часы были еще не готовы, а времени оставалось всего ничего. Тем не менее мастер засел за инструменты и работал не покладая рук сутки напролет. 20 мая императрица прибыла в Нижний с многочисленной свитой. Уже на следующий день Кулибин и Костромин ожидали высочайшей аудиенции в приемной губернатора. Сначала с ними поздоровался директор Академии наук граф Владимир Орлов, входивший в ближайшее окружение императрицы. Граф быстро перевел разговор на кулибинские изобретения, благо мастер принес с собой микроскоп, телескоп и подзорную трубу. Орлов осмотрел приборы и остался доволен. Затем он провел Кулибина в покои царицы (купца монаршей аудиенции не удостоили). Екатерина II любезно поздоровалась с Кулибиным, велела ему тотчас же подняться с колен и представить ей свои изобретения. Владимир Орлов напомнил, что мастер хотел также подарить государыне диковинные часы собственной работы. Кулибин, несколько смутившись, доложил царице, что часы еще не совсем готовы, однако достал их из кармана и вручил Екатерине. Впоследствии эти часы, совсем уже оконченные, вместе с подробным их описанием окажутся на хранении в Эрмитаже. Вот как описывает уникальные часы писатель-нижегородец Николай Кочин: «Часы получились видом и величиною между утиным и гусиным яйцом, были заключены в золотую оправу. Они состояли из тысячи мельчайших деталей, заводились раз в сутки и отбивали положенное время, даже половины и четверти. На исходе каждого часа в этом яйцеобразном автомате отворялись створчатые дверцы, и внутри глазам представлялся золоченый «чертог», в котором разыгрывалась целая мистерия. Против дверей «чертога» стояло изображение «гроба господня». По сторонам гроба стояли с копьями два воина. Через полминуты, как отворились двери «чертога», являлся ангел. Дверь, ведущая к гробу, раскрывалась, а стоящие воины падали ниц… Раз в сутки – в полдень – часы играли оду, сочиненную самим Кулибиным в честь прибытия царицы в город».

Портрет Екатерины II. Художник А. П. Антропов.

Готовясь к высочайшей аудиенции (на которую ему не суждено было попасть), Костромин надоумил Кулибина не только презентовать императрице диковинные часы, но и по обычаю того времени написать и продекламировать торжественную оду в честь Екатерины. Что и было сделано. Дрожащим от волнения голосом автор прочитал свои стихи. С современной точки зрения они, мягко говоря, несовершенны, однако у слушателей того времени вызывали чуть ли не восторг. Пришлись по душе и императрице. Вот отрывок из этого сочинения:

С надлежащим чувством прочитав оду, Кулибин затем преподнес Екатерине часы, напомнив, что они пока не совсем готовы. Царица была изумлена талантом и умом нижегородского мужика. Она велела мастеру, как только он закончит свои дивные часы, ехать с ними ко двору. Кулибин от такого предложения обомлел, однако не побоялся испросить позволения взять с собой своего товарища, купца Костромина, на что получил высочайшее согласие.

Часы Кулибина, подаренные Екатерине II.

После отъезда императрицы из Нижнего Новгорода Кулибин продолжил работу над часами. Она была окончена лишь 1 марта 1789 г. В автобиографии изобретатель отмечал: «…Вышеописанное художество продолжалось с октября 1764 г. по 1769 г. марта по 1 число на его купца Костромина коште». Итак, часы были готовы, а приглашение в Петербург все никак не приходило. Кулибин и Костромин были близки к отчаянию: мол, у государыни дел наиважнейших невпроворот, не до нас. Однако на самом деле о нижегородцах во дворце не запамятовали.

Кулибин был вызван в канцелярию губернатора, где ему предъявили запрос президента Академии наук: «Не желает ли механический художник Иван Петрович Кулибин определиться в академию, чтобы усовершенствовать себя еще более?» Разумеется, мастер желал. В Петербург он взял с собой семейство и закадычного друга Костромина. Высочайший прием состоялся в Зимнем дворце 1 апреля 1769 г. Кулибин привез Екатерине полностью готовые часы, а также «кантату» из 10 куплетов. Царица тепло поблагодарила мастера. На следующий день по поручению Екатерины их принял граф Орлов, объявивший друзьям монаршую милость. Мастеру и купцу было пожаловано по 1000 рублей, Костромину же еще вручили серебряную кружку с золотым изображением императрицы. Кулибину Орлов объявил, что тот приглашен в Академию наук «в звании механика для заведывания ее механической мастерской». Жалованья ему положили 300 рублей в год, обеспечили казенной квартирой в здании академии. Что касается его часов, электрической машины, телескопа и микроскопа, все эти приборы велено было передать в Кунсткамеру, устроенную еще Петром I. Когда о высочайшей воле было сообщено в «Академических ведомостях», весь Петербург заговорил о механике-самоучке Кулибине и ринулся в Кунсткамеру лицезреть его диковины. Кулибин и Костромин были совершенно счастливы, они тепло простились, и купец уехал в Нижний Новгород. Кулибин же остался в столице. Начинался важнейший, тридцатилетний период его жизни.

Кулибину были поручены инструментальная, слесарная, токарная, «барометренная» и «пунсонная» (занимавшаяся изготовлением штампов) «палаты». Новому руководителю мастерской поручили множество дел – исправлять и приводить в порядок все научные приборы и инструменты в кабинетах академии. Многие из них восстановлению не подлежали, их надо было изготовить заново. Кроме того, Кулибину было велено исполнять разнообразные заказы, причем не только от ученых мужей академии, но также поступающие из Государственной Коммерц-коллегии, других правительственных учреждений вплоть до «канцелярии Ее Величества».

Мастеру предстояла огромная работа. Перво-наперво он навел в мастерских идеальный порядок, потом взялся за починку оптических приборов. Вскоре в одиночку изготовил телескоп, после проверки которого комиссия дала заключение: «Заблагорассужено Кулибина поощрить, дабы он и впредь изготавливал подобные инструменты, ибо можно не сомневаться, что в скором времени доведет оные до совершенства». В «барометренной палате» мастер изготовлял барометры и термометры. В мастерских также чинили астрономические зрительные трубы, изготовляли «электрические банки», лорнетные стекла, весы, астролябии, солнечные часы и еще много всяких приборов. Кроме того, Кулибин ремонтировал заморские диковинки вроде заводных птиц, домашних фонтанчиков и т. д.