齐奥尔科夫斯基是谁？

齐奥尔科夫斯基:“我认为目前唯一能用于宇宙探索的工具就是火箭，但它本身只是一种方式而非目的，如果还有别的方式我也会欣然接受，人类必须迈出地球，去探索太空中其他的星球。” 早年齐奥尔科夫斯基受父亲对太阳系生动形象的描诉，换起了齐奥尔科夫斯基对宇宙星系的向往和热情，宇宙中的天体相互联系、和平共生，这其中的无穷奥秘令齐奥尔科夫斯基痴迷不已，对于太空的运行和广袤无垠的宇宙，齐奥尔科夫斯基实在有太多的疑问和不解，为何星星只在夜晚发光，在白天就会隐没，为何他们能高高挂在高空，而它们落下时又会落到何处，为何大熊星座好像一把犁，这些种种勾起了齐奥尔科夫斯基探索宇宙的梦想。 齐奥尔科夫斯基是家里的第五个孩子，他从小便与众不同，有些强烈的好奇心和求知欲，齐奥尔科夫斯基学习非常刻苦，齐奥尔科夫斯基从很小就展示出出色的记忆力和信息分析能力，这让齐奥尔科夫斯基的父亲惊讶不已，齐奥尔科夫斯基在精密科学领域有很高的天赋，他能很轻松的记住各种公式和定理，也乐于专研一些复杂难懂的问题，周围的人都认为齐奥尔科夫斯基是个前途无量的孩子，似乎上天都会给优秀的人带去不幸，齐奥尔科夫斯基在九岁时患上了猩红热，最终几乎使他完全失去听觉，齐奥尔科夫斯基后面常常说这是他一生中最黑暗、最悲伤的一段时间。他几乎与外界隔绝，只能生活在无声的世界里，齐奥尔双耳失聪后，他不得不从学校辍学，在家里接受父亲的教导，齐奥尔科夫斯基在年幼常常一个人沉浸在幻想当中，他的目光追随者空中的浮云和小鸟，幻想它们背后的奥秘，但对齐奥尔科夫斯基来说，最让他感到神奇的还是浩瀚神秘的星空。在齐奥尔科夫斯基16岁时，他被父亲送到了莫斯科求学，齐奥尔科夫斯基听力时好时坏，面对生理上的缺陷，他非但没有自暴自弃，反而借此摆脱外界的干扰，安心沉浸在书籍的海洋里，在莫斯科的时间里，齐奥尔科夫斯基几乎都在图书馆里度过。他从书记中吸取知识，很快便自学完成了所有的高中课程和大学二年的课程。同时他对航空学产生了浓厚的兴趣，他经常去大学里旁听相关的课程。而且质疑教授，并提出自己的见解，一起听课学生都不敢相信，这个大胆的年轻人，竟然从未接受过正规教育。所有的专业知识都是他自学的，在这段时间里齐奥尔科夫斯基还遇到了同样对航空学痴迷的科瓦尼科。齐奥尔科夫斯基在物理、代数、解析几何学、和球面几何学领域打下了坚实基础。后来离开莫斯科并在接下来的15年里全心投入到了教育事业当中。在这15年里，有时候做些实验，在当时他生活的小镇上，人们都有一些迷信，所以对他的实验和他本人都充满了怀疑和敌意。人们都认为他是一个只会空想的怪人，不愿意和他讲话，甚至对他的住宿都避而远之。因为在住宿常常会传出奇怪的动静和爆炸声。去博罗夫斯客后，在当地叶夫格拉夫.索科洛夫的家里租了两个房间，房东有个女儿叫瓦尔瓦拉，她可爱又多愁善感，领齐奥尔科夫斯基渐渐心生爱慕。1880年，齐奥尔科夫斯基和瓦尔瓦拉在教堂里举行了婚礼。婚后他们一直过着平静而幸福的生活并且有了自己的孩子。在齐奥尔科夫斯基书房里，他制作了各种各样的航天器模型。并对宇宙探索做了大量的数学计算。孩子们看见父亲做各种实验都觉得非常神奇。一些简单的实验有时候会带来意想不到的结果。这样的结果领他本人也兴奋不已。齐奥尔科夫斯基对宇宙天体的言论，在大多数同时代人的眼中无异于天方夜谭，但在今天的科学家却对其推崇备至。齐奥尔科夫斯基对太空的研究作为自己坚定不移的目标，但是齐奥尔科夫斯基很清楚，要想探索太空，首先必须要能够离开地球，这就需要一种能在地球和与太空之间穿行的工具，而当时出现的工具都无法完成这个使命，所以齐奥尔科夫斯基希望能制造出一种远距离的交通工具。齐奥尔科夫斯基希望能从大自然获取灵感，他仔细观察了鸟翼的结构，并对鸟的飞行原理进行了一系列的研究。后面设计出了一个模型，模型上面装有一副类似鸟翼的结构，他对此称为单翼机，单翼机两翼被牢牢固定住，只有在起飞时才会发挥作用，然而要让单翼机成功起飞并非简单的事，这必须借助气流的升力作用。他在单翼机的头部安装了两个由发动机驱动的螺旋桨并在尾部安装了水平方向舵和垂直方向舵，为了使单翼机顺利起降，他还设计了可以伸缩的起落架。他对这种航空器的研发满怀期待。但遗憾的是，他虽然画了无数的图纸并进行大量的计算，但他设计的飞行器却始终未能制造出来。几年后美国的莱特兄弟发明了世界上第一架飞机并试飞成功。莱特兄弟的名字也因此被永远载入了史册。齐奥尔科夫斯基对这架飞机的外形机翼设计和发动机位置都有异议。不过在当时，人们关心的只有成功与否，对他的反对意见并不在意。在现在看来，齐奥尔科夫斯基设计的单翼机确实要优于莱特兄弟发明的飞机。在后面的金属飞艇的计划被研究所否定以及儿子的死造成了沉重的打击，在此后的十年里没有进行任何研究工作。直到后来，齐奥尔科夫斯基萌生出了探索太空的“疯狂”想法后，他在渐渐从痛苦中慢慢走了出来。 地心引力的影响在地球上无处不在，对宇宙飞船来说，要想克服地形引力，其速度必须达到当时的炮弹发射速度的十倍左右。他相信在不久的将来一定会实现，到哪个时候人类就可以在绕地轨道上建立宇宙空间站，并在空间站设置天文望远镜，用以观测遥远的星系。此外人类可以在轨道衡上建立定居点甚至城市。而人类可以通过某种特殊的升降梯在地球与空间站之间自由来回。他对这种设想都是对未来科学的预测。如今人类已经将卫星、空间站和望远镜等送到了轨道上。在20世纪30年代初期，他常常会对周围的人说:“现在，我对自己的宇宙航行梦，抱有乐观的态度，这完全是有可能实现的。40年来我一直在研究喷气发动机，以为人类只有在数百年后才能踏上火星，但现在我们正处于一个科技发展日新月异的时代，你们中的许多人，都将有幸见证人类的第一次太空旅行。”齐奥尔科夫斯基在探索太空的道路上遇到很多困难难题，而其中最大的难题便是如何让航天器摆脱地形引力的束缚。最终想到了以火箭摆脱地心引力的办法，齐奥尔科夫斯基总结出以喷气发动机为动力来源的航天器的主要制造原理，这种新型航天器能通过惊人的速度摆脱地心引力的控制，飞往太空。但齐奥尔科夫斯基通过计算发现一枚火箭燃料并不能满足整个航天的需求，这个问题可以通过辅助火箭来解决，如果使用辅助火箭，那么这些辅助火箭就必须与主火箭一起升空，从而在飞升的途中，不断为主火箭补给燃料，推动主火箭持续飞行，直至脱离地心引力的束缚。然而采用这种方式，每次飞行需要多达50枚辅助火箭，数量过大。齐奥尔科夫斯基渐渐探索出了一种更为合理的解决方案，那就是多级火箭理论，这种方案在今天的航天领域仍在广泛使用。齐奥尔科夫斯基提出了三级火箭的构想在这种航天设备中，3枚火箭按连接顺序依次工作，以维持整个航天设备的运行速度，第一级火箭燃料燃尽后，他就会从主体自动脱离，从而减轻整个设备的重量。而之后第二级火箭便开始发挥作用，通过这种方式，位于顶端的火箭可以从其他两枚火箭获得充足的动力。齐奥尔科夫斯基还推导出了火箭推进计算的基本公式，阐述了火箭速度与喷射速度之间的关系，根据该公式，火箭的速度变化与火箭喷射速度成正比。这样就可以计算出火箭飞行的最高速度。火箭速度变化=喷射速度?ln(1+Mf/Mr)。齐奥尔科夫斯基要考虑的最后一个问题就是飞行员能否承受火箭速度快速提升而产生的压力p，他做了一个实验，他把一只蟑螂放在一个手工做的离心机中，并通过旋转离心机，使蟑螂承受的离心力增加近300倍，之后又将一只老鼠放到离心机内，用同样的方法使其承受的离心机增加10倍，实验结果显示，因离心力急速增加而产生的压力并没有对动物造成任何明显的伤害。所以他认为只要火箭逐步平稳地加速，飞行员就可以承受火箭加速产生的压力。齐奥尔科夫斯基需要一种能产生巨大热量从而使火箭稳步加速的燃料，而汽油和液氧的混合物无疑就是一种理想的选择。事实证明他成功了，在充足的燃料和动力的支持下齐奥尔科夫斯基设计的火箭克服地心引力，成功升空。但是要想实行星际迷航还有很长的路要走，齐奥尔科夫斯基“如果仅就喷气推进而言，爱因斯坦的推断是准确的，迄今为止，还没有那种燃料能够产生足够的能量，使火箭速度达到光速水平，但在将来人类一定会探索出新的动力形式克服眼前的这一问题。”