В 1757-м году Ломоносов возглавил географический департамент, а затем был назначен советником Академической канцелярии и фактически сделался вместе с Таубергом руководителем Академии (Шумахер умер в 1761-м году).
В 1760-м году в ведение Ломоносова перешли числившиеся при Академии гимназия и университет.
В 1761-м году учёные многих стран были заняты подготовкой к наблюдению процесса прохождения планеты Венера перед солнечным диском. Измеряя время прохождения Венеры, можно было с большой точностью определить расстояние от Земли до Солнца.
Ожидали этого события и петербургские академики во главе с М.В. Ломоносовым, который не только готовил экспедиции в Сибирь, но сам хотел наблюдать “знатное на небе явление”. При этом в его распоряжении находилась небольшая зрительная труба, да “не густо закопчённое стекло”.
Ломоносов решил наблюдать за Венерой лишь в самые важные минуты, когда она начнёт наползать на солнечный диск, а также в момент схода с него. “И на то употребить всю силу глаза, а в прочее время прохождения дать ему отдохновение”.
В результате наблюдений М.В. Ломоносов заметил то, что не смогли зафиксировать точные приборы: при приближении Венеры к Солнцу, край Солнца “стал неявственен”, размыт, “будто стушёван”, а при приближении Венеры к другому краю Солнца появился маленький светлый выступ – “пупырь”. На этом основании Ломоносов пришёл к выводу: Венера, как и Земля, окружена толстой и плотной атмосферой. Он писал: “По сим примечаниям планета Венера окружена знатно таковой (лишь бы не большею), какова обливается около нашего шара земного”.
Так было совершено выдающееся открытие в астрономии, подтвердившее, что никакие самые точные приборы не могут заменить умную голову.