«В мои годы умирают, и я боюсь, что вы уйдёте из этой жизни с горечью в сердце, не узнав от меня, что вас ожидает непрерывная радость. Мне хочется, чтобы эта жизнь ваша была светлой мечтой будущего, никогда не кончающегося, счастья. Я хочу привести вас в восторг от созерцания Вселенной, от ожидающей всех судьбы, от чудесной истории прошедшего и будущего каждого атома. Это увеличит ваше здоровье, удлинит жизнь и даст силу терпеть превратности судьбы».
К.Э.Циолковский. Монизм Вселенной. 1931.
Константин Эдуардович Циолковский родился 5 (17) сентября 1857г. в селе Нижевское (ныне Калуга). Русский ученый и изобретатель в области аэродинамики, ракетодинамики, теории самолета и дирижабля: основоположник современной космонавтики. После перенесенной в детстве скарлатины почти полностью потерял слух. Глухота не позволила продолжать учебу в школе, и с 14 лет он занимался самостоятельно. С 16 до 19 лет жил в Москве, изучал физико-математические науки по циклу средней и высшей школы. В 1879г. экстерном сдал экзамены на звание учителя и в 1880г. был назначен учителем арифметики и геометрии в Боровское уездное училище Калужской губернии. К этому времени относятся его первые научные исследования. Не зная об уже сделанных открытиях, он в 1880-1881г. написал работу «Теория газов», в которой изложил основы кинетической теории газов. Вторая его работа «Механика животного организма» (те же годы) получила благоприятный отзыв И.М. Сеченова, и Циолковский был принят в русское физико-химическое общество.
Основные работы Циолковского после 1884г. были связаны с четырьмя большими проблемами: научным обоснованием цельнометаллического аэростата (дирижабля), обтекаемого аэроплана, поезда на воздушной подушке и ракеты для межпланетных путешествий. В 1896г. Циолковский систематически занимался теорией движения реактивных аппаратов и предложил ряд схем ракет дальнего действия и ракет для межпланетных путешествий. После 1917г. он много и плодотворно работал над созданием теории реактивных самолетов, изобрел свою схему газотурбинного двигателя, в 1927г. опубликовал теорию и схему поезда на воздушной подушке.
Первым печатным трудом о дирижаблях был «Аэростат металлический управляемый» (1892г.), в котором дано научное и техническое обоснование конструкции дирижабля с металлической оболочкой. Прогрессивный для своего времени проект не был поддержан, автору было отказано в субсидии на постройку модели. Обращение Циолковского в Генеральный штаб русской армии также не имело успеха. В 1892г. Циолковский переехал в Калугу, где преподавал физику и математику в гимназии и епархиальном училище. В этот период он обратился к новой и мало изученной области — созданию летательных аппаратов тяжелее воздуха.
Ему принадлежит идея постройки аэроплана с металлическим каркасом. В статье «Аэроплан, или птицеподобная (авиационная) летательная машина» (1894г.) даны описания и чертежи моноплана, который по своему внешнему виду и аэродинамической компоновке предвосхищал конструкции самолетов, появившихся через 15-18 лет. В аэроплане Циолковского крылья имеют толстый профиль с округленной передней кромкой, а фюзеляж — обтекаемую форму. Циолковский построил в 1897г. первую в России аэродинамическую трубу с открытой рабочей частью. Разработал методику эксперимента в ней и в 1900 г. на субсидию Академии наук сделал продувки простейших моделей и определил коэффициент сопротивления шара, плоской пластинки, цилиндра, конуса и др. тел. Но работа над аэропланом также не получила признания у официальных представителей русской науки. Много лет спустя, уже в советское время, в 1932г. он разработал теорию полета реактивных самолетов в стратосфере и схемы устройства самолетов для полета с гиперзвуковыми скоростями.
Важнейшие научные результаты были получены Циолковским в теории движения ракет (ракетодинамика). Созданная им строгая математическая теория реактивного движения относится к 1896г. Только в 1903г. ему удалось опубликовать часть статьи «Исследование мировых пространств реактивными приборами», в которой он обосновал реальную возможность их применения для межпланетных сообщений. В этой статье и ее продолжениях заложены основы теории ракет и жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Им впервые была решена задача посадки космического аппарата на поверхность планет, лишенных атмосферы. Циолковский разработал теорию многоступенчатых ракет и первым решил задачу о движении ракеты в неоднородном поле тяготения. Он приближенно рассмотрел влияние атмосферы на полет ракеты, а также вычислил необходимые запасы топлива для преодоления сил сопротивления воздушной оболочки Земли, а также земного притяжения.
Циолковский — основоположник теории межпланетных сообщений. Его исследования впервые показали возможность достижения космических скоростей, доказав осуществимость межпланетных полетов. Он первым изучил вопрос о ракете — искусственном спутнике Земли и высказал идею создания околоземных станций как искусственных поселений, использующих энергию Солнца и промежуточных баз для межпланетных сообщений. Циолковский рассмотрел медико-биологические проблемы, возникающие при длительных космических полетах.
Им также выдвинут ряд идей, которые нашли применение в ракетостроении. Предложены главные рули (из графита) для управления полетом ракеты и изменения траектории ее центра масс; использование компонентов топлива для охлаждения внешней оболочки космического корабля (во время входа в атмосферу Земли), стенок камеры сгорания и сопла ЖРД; насосная система подачи компонентов топлива (для уменьшения массы двигательной установки); оптимальные траектории спуска космического аппарата при возвращении из Космоса и др. В области ракетных топлив Циолковский исследовал большое число различных окислителей и горючих для ЖРД; рекомендовал топливные пары: жидкий кислород с водородом, кислород с углеводородами и др.
1. Первый проект космического корабля Циолковского, 1903 г. Топливо — жидкий водород и жидкий кислород. Герметичная кабина и газовые рули для управления вектором тяги.
2. Проект тяги Циолковского, 1914 г. Развитие концепции 1903 г. Особенность проекта — применение двухстенной конструкции, герметичной кабины и газовых рулей для управления вектором
3. Один из эскизов ракеты Э.Циолковского, 1915 г. Показаны пусковые клапаны жидкого кислорода и жидкого водорода.
Циолковский был первым идеологом и теоретиком освоения человеком космического пространства, конечная цель которого представлялась ему в виде полной перестройки биохимической природы порожденных Землей мыслящих существ. Он выдвигал проекты новой организации человечества, в которых своеобразно переплетаются идеи социальных утопий различных исторических эпох. Он автор ряда научно-фантастических произведений, а также исследований в других областях знаний: лингвистике, биологии и др.
При советской власти Циолковскому была назначена персональная пенсия и обеспечена возможность плодотворной деятельности. Его труду в огромной степени способствовали развитие ракетной и космической техники в СССР и других странах. В Калуге и Москве сооружены памятники ученому. Именем Циолковского назван кратер на Луне. Умер Циолковский 19.09.1935г.