W czerwcu 1784 rozpoczął podróż Dniestrem do Morza Czarnego, badał spławność rzeki i opracował jej dobre mapy hydrograficzne, pierwsze tego typu mapy w Polsce. Dotarł do Stambułu gdzie próbował organizować polski handel morski na Morzu Czarnym. W tymże roku brał udział w pracach sejmu grodzieńskiego jako arbiter (słuchacz, nie poseł). 23 października król przedstawił sejmowi propozycje indygenatu dla kilku rodów, w tym i Nassau-Siegen. Po pomyślnym dla niego głosowaniu wyszedł z izby poselskiej i po chwili powrócił wdział na się z wierzchu kontusz papuziego, czyli zielonego koloru z wyłogami czarnemi, a pod spód żupan biały. Do boku szablę polską przywiesił.
W 1786 przybył do Rosji i poznał Grigorija Potiomkina; brał udział w 1787 w przygotowaniach do wyprawy carycy Katarzyny na południe i w czasie kolejnej wojny rosyjsko-tureckiej wstąpił na służbę rosyjską. Dowodził flotą rosyjskich galer i rozgromił flotę turecką na Oczakowskim Limanie. Konflikt z Potiomkinem w sprawie obsady Oczakowa zmusił go do wyjazdu do Petersburga, skąd jako rosyjski agent wyjechał do Hiszpanii i Francji z misją zbadania możliwości zawarcia sojuszu pomiędzy Rosją, Austrią, Wielką Brytanią i Hiszpanią.