A busca da Passagem do Nordeste
Na primavera de 1607, navegando para a Companhia Moscovy, Hudson, seu filho John, e 10 companheiros partiram “para descobrir uma Passagem pelo Pólo Norte para o Japão e China”. Acreditando que ele encontraria um mar sem gelo ao redor do Pólo Norte, Hudson atacou para o norte. Ao chegar à borda do bloco de gelo polar, ele o seguiu para leste até chegar ao arquipélago de Svalbard (Spitsbergen). De lá ele ampliou as explorações feitas anteriormente pelo navegador holandês Willem Barents, do século XVI, que também tinha procurado uma passagem do Nordeste para a Ásia.
Em 22 de abril de 1608, a Companhia Moscovy novamente enviou Hudson para procurar uma Passagem do Nordeste, desta vez entre Svalbard e as ilhas de Novaya Zemlya, que ficam a leste do Mar de Barents. Encontrando seu caminho novamente bloqueado por campos de gelo, ele retornou à Inglaterra em agosto.
Pouco depois de seu retorno, Hudson foi atraído para Amsterdã para empreender uma terceira viagem ao nordeste sob contrato com a Companhia Holandesa das Índias Orientais. Enquanto lá, ele ouviu relatos de dois possíveis canais para o Pacífico através da América do Norte. Um deles, dito estar na latitude 62° N, foi descrito nos diários de bordo de uma viagem feita em 1602 por um explorador inglês, o Capitão George Weymouth. O outro, dito estar nas proximidades da latitude 40° N, foi recentemente reportado da Virgínia pelo soldado, explorador e colonizador inglês, Capitão John Smith. Embora seu interesse em uma Passagem do Noroeste tivesse sido despertado, Hudson concordou em voltar diretamente para a Holanda se sua viagem ao nordeste fosse mal sucedida.
Hudson navegou da Holanda na meia-lua em 6 de abril de 1609. Quando ventos fortes e tempestades o forçaram a abandonar a sua viagem ao nordeste, ele ignorou o seu acordo e propôs à tripulação que, em vez disso, procurassem a Passagem do Noroeste. Dada a sua escolha entre voltar para casa ou continuar, a tripulação optou por seguir a rota proposta por Smith e procurar a Passagem do Noroeste por volta dos 40° N. Enquanto navegava ao longo da costa atlântica, Hudson colocou no majestoso rio encontrado pelo navegador florentino Giovanni da Verrazzano em 1524, que a partir daí passou a ser conhecido como Hudson. Depois de subir por cerca de 150 milhas (240 km) até as proximidades do que hoje é Albany, Nova York, Hudson concluiu que o rio não levava ao Pacífico. Durante seu levantamento da região, Hudson passou a 160 km de um partido liderado pelo explorador francês Samuel de Champlain, que havia se aventurado ao sul de sua base no Quebec, mas os dois grupos não se conheciam.
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No seu caminho para a Holanda, Hudson atracou em Dartmouth, Inglaterra. O governo inglês então ordenou que ele e os membros ingleses de sua tripulação desistissem de mais explorações para outros países. Seus registros e papéis foram enviados para a Holanda, onde suas descobertas foram logo divulgadas.
Hudson agora preparou uma viagem para a América para seguir a sugestão de Weymouth. Weymouth tinha descrito uma enseada (agora Estreito de Hudson), onde uma “queda de água furiosa” se precipitava a cada maré baixa. Este fenômeno sugeria que um grande corpo de água estava além do Estreito. Hudson estava confiante de que era o Oceano Pacífico. A Companhia Britânica das Índias Orientais contribuiu com £300 para a sua viagem, e a Companhia Moscovita presumivelmente forneceu uma quantia semelhante; os patrocinadores privados de Hudson incluíam 5 fidalgos e 13 comerciantes.