齐奥尔科夫斯基：航天界的奠基者

在喜马拉雅山各支脉交汇的地方，有一个漂亮的城堡。城堡里住着一些不问世间俗事，只关心科学的大科学家。他们是英国人牛顿、法国人拉普拉斯、德国人亥姆霍兹、意大利人伽利略、美国人富兰克林和俄国人伊万诺夫。还大。”

一天，伊万诺夫突然闯了进来紧紧地拥抱着每一个人，激动得说不出话来。过了很长时间，他终于开了口:“只要四天，我们就能到月亮上了……只要几分钟我们就将飞出大气层外，只要一百天我们就能到太空了。”伊万诺夫接着说:“你们是知道燃烧能的。一吨石油，在它燃烧时所放出的能量就能把同样是一吨重的物体从地面举到几千俄里的高空。一吨半石油燃烧时便能使一吨的物体获得使自己永远离开地球的足够速度……我想到了大炮，但这不是普通的大炮，而是能飞的大炮，它有着薄薄的壁，同时，它放出的不是炮弹，而是气体。你们听说过这种大炮吗?

无可争辩的计算说明，从相当长的炮筒中飞出去的爆炸物体能够得到每秒6000米的速度。假如炮的质量等于放出气体的质量，那么炮筒便将得到每秒4000米的反冲速度。而假如爆炸物体的质量三倍于炮筒的质量，则炮筒能得到每秒8000米的速度。最后，假如是7倍的话，炮筒便具有每秒16000米的速度，这将比炮筒离开地球而绕太阳旅行时所需要的速度

公元2017年1月1日，登天飞行开始了。参加飞行的共有20人，他们是牛顿、富兰克林、拉普拉斯和伊万诺夫，另外16人是随船工程师。火箭发射后不久便顺利地进入地球轨道，成为真正的宇宙飞船。在飞行中，他们欣赏着前所未有的景观，做着各种科学实验。在飞行期间，他们还讨论进一步完善太空旅行的各种设想。最后，他们以最短的路径返回地球，然后又开始制定新的太空旅行计划……

这段文字是从俄罗斯航天之父康·爱·齐奥尔科夫斯基1896年撰写的科幻小说《在地球之外》摘录的主要情节。

《在地球之外》写的是2017年发生的事。20名不同国籍的科学家和工匠乘坐自己建造的火箭飞船飞出大气层，进入环绕地球的轨道，处于有趣的失重状态。他们建成了大温室，种出了足够食用的蔬菜水果。他们穿上宇宙飞行衣从飞船里出来，在太空中飘游。然后，飞船又飞向月球，其中的两个人乘一辆四轮车在月球表面着陆，考察一番之后又点燃火箭离去，与在环绕月球的轨道上等候的母船会合。受这批先驱鼓舞，地球上的人们也大量转移到外层空间，住进环绕地球轨道上的温室住宅。而那20名探险家则继续飞到了火星附近，途中曾在一颗无名小行星上降落。旅途漫漫。许多年过去了。最后，他们成功地返回了地球，重新住进了建在喜马拉雅山上的科学城堡。

小说不仅表达了他对人类未来的幻想，也同时包含了他的航天学的主要科学思想。可以说，他的一生都在为着这个人类共同的理想而努力。

1857年9月17日，齐奥尔科夫斯基出生于俄罗斯梁赞省一个美丽的村庄——伊热夫斯基村(靠近莫斯科)，，父亲给他取的名字是康斯坦丁。父亲是一位森林管理员，平时喜好发明，但没取得很大的成就。他的母亲玛丽亚·伊凡诺夫娜出身于艺术家庭。这个家有7个孩子，康斯坦丁是老五。

对于双亲，康斯坦丁在晚年回忆说:“父亲总是那么沉着冷静，在熟人中间，他聪明善辩，而在官僚中间，他以赤色和令人难以容忍的正直闻名。”父亲爱好建筑，曾经带领着几个孩子一起造过楼房和宫殿的模型，还总是不停地告诉几个儿子要多做体力活儿，要自立。母亲则完全是另一种性格，她活泼、热情，急躁的时候就用大嗓门说话，非常能干。康斯坦丁认为，父亲给了他坚强的意志，母亲给了他才华和对事物的热情。

童年的康斯坦丁活泼伶俐，爱读书，喜欢思考问题，尤其是爱不着边际地幻想。他说:“小的时候，为了让弟弟听我的狂想，我甚至会付钱给他。我幻想过我有很大的体力，幻想我像猫一样，顺着绳子和竿子爬得很高，看得很远。”

由于家境贫寒，但他的父亲没有能力送他到更好的学校学习。虽然齐奥尔科夫斯基自小热爱读书，但他受到的惟一正规教育是在伊热夫斯基村的乡村学校里获得的。

10岁的时候，他在滑雪的时候得了严重的感冒，患了严重的猩红热病而使听觉几乎完全丧失，这使得他无法进学校学习。从那以后，康斯坦丁与外界几乎隔绝了。

他的母亲以极大的耐性在家里给孩子补课，没有正规的教育，他只能靠借来的几本书进行顽强学习，自身的严重疾病使他形成了顽强和坚毅的性格。

然而，他并不孤独，他蹲在家里，开动脑筋，给自己制作玩具。父母和亲友见他小小年纪，用那一双灵巧的手，制出许多精美的自动玩具，惊奇极了。他爱读书爱学习，他在父亲书房里如饥似渴地阅读着科技书籍。有一次竟然根据书上一幅简单的插图，制出了一架可以测量森林的古代观象仪。

康斯坦丁回忆说:“我的耳朵近乎全聋，因此成了邻近的儿童们嘲笑的对象。这个生理缺陷使我同人们疏远了，但却使我发奋读书，用幻想来忘却所有的烦恼。”受到伤害的自尊总要在其他方面寻求补充和满足，康斯坦丁开始把自己幻想成一些伟大的、英雄式的人物。

也许任何一个伟大的人物，早期遭受的各种磨难都是他成为伟大人物的必备条件。康斯坦丁由于耳聋与外界断绝了联系，却从此走上了独立思考、善于幻想的道路。在学习书本知识的同时，他通过各种方式对自己掌握的知识进行检验。有一次，他自己做了一个量角器，没有出屋就测量出了与远处的火警□望台的距离是284米。然后，他又步行进行校验，结果完全正确，这使他对科学的信心倍增，他开始了解到理论知识对实践生活的指导意义。

随着年龄的增大，父母不得不考虑孩子进一步受教育的问题。16岁的时候，父亲用积攒的钱送他到莫斯科去求学。虽然这时他仍无法进学校学习，但莫斯科的环境显然比乡下优越得多。他在莫斯科的3年中，几乎完全钻进图书馆。

家里每月给他寄来15卢布生活费、学习费，但他只吃最简单的面包和蔬菜，把余下的钱都买了书和实验用品。他自学了解析几何、高等代数和微积分，学习了物理化学和力学，还以极大的兴趣学习天文学甚至大量阅读小说和杂志。

在自学的过程中，有关飞行和星际航行问题已经开始强烈地吸引着他。这方面的兴趣很大程度上是受凡尔纳科学幻想小说的影响。有一天，齐奥尔科夫斯基在自学过程中，遇到了一个作用和反作用定律的问题。他通过这条定律大胆地设想:如果有一天发生了一场巨大的爆炸把地球炸成碎片，那么这些地球碎片的引力中心将仍然保持在原绕太阳运行的轨道上。这实际上就是引力中心不变定律。后来作用与反作用定律以及引力中心不变定律成了他解决宇宙航行问题的基础，当时他只有19岁。

在莫斯科，齐奥尔科夫斯基为自己不断获得新的知识而由衷地兴奋，但由于长期营养不良，他的体质却越来越弱了。1876年的一天，他父亲的一个熟人在莫斯科偶然看见了他，被他那疲倦和虚弱的模样吓了一跳。于是，齐奥尔科夫斯基被父亲召回了家。

刻苦的自学使齐奥尔科夫斯基获得了大量的科学知识，也为他后来的研究工作奠定了重要基础。1878年秋，他轻而易举地过了乡村中学教师的资格考试。四个月后，他被任命为卡卢加省波罗夫县一个中学的数学教师。在波罗夫县，他租了两间房子住了下来。齐奥尔科夫斯基自己搞了一个实验室，一边教书，一边开始独立的研究工作。后来他与房东的女儿索科洛娃结了婚。

1881年，齐奥尔科夫斯基对气体理论进行了大量思考和研究，并完成了一篇论文，送交彼得堡的物理和化学学会。学会的科学家看到齐奥尔科夫斯基的论文后十分惊讶。因为论文的内容和结论完全正确，但这一问题早在二十多年前就已得到了圆满解决。科学家们没有把这个年轻人看作是骗子或剽窃者。他们认为:这位年轻学者可能与外界缺乏联系，并不知道他的“发现”已经问世多年了。著名科学家门捷列夫给齐奥尔科夫斯基写了一封措辞谨慎的信，对他的工作和成绩表示赞赏，还对他进行鼓励，希望他将来取得更大成果。(www.xing528.com)

在之后的十多年间，齐奥尔科夫斯基对很多的科学领域进行研究，包括对轻于空气的飞行器——飞艇的研究，对航天飞行诸方面问题，他一直在断断续续地进行着研究和思索，并且在1883年，他的一篇名为《自由空间》的手稿中，首次指出利用反作用装置作为外太空旅行工具的推进动力的可能性。但直到1891年之后对太空问题的研究才占据了他的主要精力和时间。

1892年，齐奥尔科夫斯基的研究兴趣转到飞艇上来。他曾发表了多篇有关飞艇的论文，提出了全金属硬式飞艇的设想。这段时间他还研究过飞机，但由于经费不足，实验工作无法开展。这使他认识到，像飞艇或者飞机这类大型的工程问题，靠一个人在业余时间里摸索，很难得到有实际意义的成果。因此他觉得还是应当做一些理论研究工作。这时，他开始把主要精力投入到太空飞行研究上。

他的有关太空飞行的思想在1893年发表的科幻小说《月球上》和1895年写的《地月现象和万有引力效应》中得到了进一步发展。1896年，他开始从理论上研究星际航行的有关问题，进一步明确了只有火箭才能达到这个目的。1897年，齐奥尔科夫斯基推导出了著名的火箭运动方程式。齐奥尔科夫斯基经过几年潜心研究，于1898年完成了航天学经典性的研究论文《利用喷气工具研究宇宙空间》，并于1903年发表在莫斯科的《科学评论》杂志上。接着齐奥尔科夫斯基又于1910年、1911年、1912年、1914年在《科学评论》杂志上发表了多篇关于火箭理论和太空飞行的论文。

这些出色的著作较为系统地建立起了航天学的理论基础。这些论文可以说构成了一个相当完整的航天理论体系，其中有许多研究发现或论述在航天史上属于第一，如:首次明确提出液体火箭是实现星际航行的理想工具，首次较全面地研究了各种不同的液体推进剂，并提出液氢液氧是最佳的火箭推进剂，首次提出火箭质量比的概念，并阐述了质量比的重要性等等。

在齐奥尔科夫斯基一生中，他最感兴趣、花费精力最多、取得成就最大的领域是航天。在很小的时候，有关星际航行的问题已经开始强烈地吸引着他。他在1911年回忆说:“在过去很长时间里，我也和其他人一样，认为火箭不过是一种少有用途的玩具。我已很难准确回忆起我是怎样开始计算有关火箭的问题。对我来说，第一颗太空飞行思想的种子是由儒勒·凡尔纳的幻想小说播下的，它们在我的头脑里形成了确定的方向。我开始把它作为一种严肃的活动。”

在莫斯科求学期间，齐奥尔科夫斯基就开始思索实现太空飞行的方法。16岁那年，他忽然想到利用离心力。这使他极度兴奋，以为发现了通向星际空间的道路。他后来回忆说:“当时我简直高兴得发狂，那一晚我整夜都无法入睡。我慢慢地在莫斯科的大街上徘徊，一直思考着这一发现的伟大意义。但到了第二天黎明，我终于认识到我的推理是错误的。”

1882年，他在自学过程中掌握了牛顿第三定律。这个看似简单的作用与反作用原理突然使他豁然开朗。他在3月28日的日记中写道:“如果在一只充满高压气体的桶的一端开一个口，气体就会通过这个小口喷射出来，并给桶产生反作用力，使桶沿相反的方向运动。”这段话就是对火箭飞行原理的形象描述。

1883年，齐奥尔科夫斯基在一篇名为《自由空间》的论文中，正式提出利用反作用装置作为太空旅行工具的推进动力，他对这种火箭动力的定性解释是:火箭运动的理论基础是牛顿第三定律和能量守衡定律。这些思想在1893年发表的科幻小说《月球上》和1895年写的《地月现象和万有引力效应》中得到了进一步发展。1896年，他开始从理论上研究星际航行的有关问题，进一步明确了只有火箭才能达到这个目的。1897年，他推导出著名的火箭运动方程式。

在这些工作的基础上，齐奥尔科夫斯基于1898年完成了航天学经典性的研究论文《利用喷气工具研究宇宙空间》，接着，他又于1910年、1911年、1912年和1914年在《科学报告》上发表了多篇关于火箭理论和太空飞行的论文。这些出色的著作系统地建立起了航天学的理论基础。

在对火箭运动理论进行了一番研究之后，齐奥尔科夫斯基又对星际航行问题进行了研究和展望。在1911年发表的论文中，他详细地描述了载人宇宙飞船从发射到进入轨道的全过程，内容涉及飞船起飞时的壮观景象，超重和失重对宇航员的影响，失重状态下物体的奇异表现，不同的高度看地球的迷人景观、天空的景色等。人们读起他的著作来有如亲临宇宙飞船登天的感觉。

第一次世界大战之后，齐奥尔科夫斯基发表了太空飞行科幻小说《地球之外》。

齐奥尔科夫斯基既是一个踏实的科学家，也是一个热情的探索者。他在一篇名为《太空火箭工作:1903-1927年》的文章中，系统总结了他在火箭和航天学研究过程中所做的工作和取得的成就。然后，他对航天的未来发展阶段进行了展望。这些阶段包括:火箭汽车、火箭飞机、人造卫星、载人飞船、空间工厂、空间基地、太阳能的充分利用、外太空旅行、行星基地，以及恒星星际飞行等。他在文章中提出的在飞船中利用植物生产食物和氧气、依靠旋转产生重力、更好地利用太阳能等思想至今仍是航天领域的研究方向。

十月革命之后，齐奥尔科夫斯基的工作得到了前苏联政府的鼓励。“十月革命”改变了齐奥尔科夫斯基的生活和研究条件，他的社会地位也有了很大提高。1919年，齐奥尔科夫斯基发表了关于多级火箭的论文《太空火箭列车》。同年他被选为社会主义科学院的会员，1921年苏维埃联邦社会主义共和国人民委员会会议决定给予他个人特殊养老金。从那时起，他更加勤奋地专心于航天学的研究。“十月革命”前，齐奥尔科夫斯基共写出了130篇论文，以后却写出了450余篇。他提出了燃气涡轮发动机的新方案，及飞行器在行星表面着陆的理论。

1929年，他提出了多级火箭构造设想，还写了许多科普、科幻著作，《宇宙的召唤》和《在地球之外》是他的代表作。多级火箭构造是一个富有创见的构想，为研制克服地球引力的运载工具，提供了依据。

在他的论文和著作的影响下，一批火箭和航天爱好者走上了航天探索的道路。他的成就也被欧美广泛承认，德国航天先驱奥伯特曾在致齐奥尔科夫斯基的信中说:“您已经点燃了火炬，我们绝不会让它熄灭。让我们尽最大的努力，以实现人类最伟大的梦想。”

但是，他仍然不满足于已经取得的巨大成就。他在1931年写道:“儿童时代以来，严重的耳聋使我完全不顾及日常的生活方式，也因此缺少’ 交际’。这也许是我到了68岁仍然进展缓慢，没有取得真正成功的原因。沉思、计算和实验构成了我的全部生活。我的住房底层的车间始终陪伴着我。即使由于火灾和洪水将其摧毁，我也很快把它恢复起来……重大的问题还远未解决，我还有足够的能力或者健康允许我把这些思想变成现实吗?”

随着世界范围内火箭和太空飞行研究热潮的兴起，齐奥尔科夫斯基的名望在迅速增长。1932年在他75周岁生日时，前苏联的各大报纸和杂志都刊登了有关他的事迹和科学成就的长篇文章，斯大林也向他发去了生日贺电，一时间这位老人成了前苏联杰出的人民英雄。他在新的时代里感到充满了希望。他在给斯大林的信中表达了他的兴奋之情:“我在航空、火箭和太空飞行方面的一切工作都是为了布尔什维克和苏维埃政府——人类文化发展的卓越领袖。我充分相信在他们的领导下，一定能够成功地完成这些伟大的事业”。

1935年9月19日，齐奥尔科夫斯基逝世于卡卢加，享年78岁。他晚年已获得了许多荣誉。逝世后，前苏联政府给予了他更多的荣誉:1954年，前苏联科学院设立了齐奥尔科夫斯基金质奖章；政府为他建立了纪念像，并在卡卢加市建立了齐奥尔科夫斯基博物馆。他被誉为“俄罗斯航天之父”、世界上最伟大的航天先驱者。

齐奥尔科夫斯基为航天事业的发展贡献了毕生精力。他建立了液体火箭运动理论和太空飞行基本理论，为航天学的建立做出了巨大的贡献。可以告慰这位伟大先驱者的是，他所构想的太空飞行包括载人太空飞行目标，都首先在他的故乡俄罗斯实现。今天，齐奥尔科夫斯基这位伟大的航天先行者的大部分预言已经变成了现实。

今天，在航天界仍然流行着一句名言，这是齐奥尔科夫斯基在给《航空评论》杂志的信中写下的:“地球是人类的摇篮，但人类不可能永远被束缚在摇篮里。”