成为“星际航行之父”

1895 年，经过多年研究，齐奥尔科夫斯基，这个来自俄国梁赞省的穷人的孩子，终于提出了征服宇宙空间的具体主张，还发表了人造卫星的图样， 提出以人造卫星作为星际航行的“驿站”，再从这个“驿站”向月球和其他星球发射火箭的主张。

这个大胆而又执着的幻想家，为了进行空气动力学的试验，又东挪西借， 凑了一些钱，自行设计安装制造了一个风洞。

风洞的发明，奠定了实验空气动力学的基础。其后，风洞便成为现代制造各种飞行器，如火箭、卫星等不可缺少的实验装置，它使从事飞行器研究的科学工作者有可能用实验米检查理论计算的可靠性和准确性。

所谓的风洞，其实就是一个大动力的送风机，把飞行器的模型送入风洞， 再通入压强很大的气流，测定飞行器受力等综合因素。它是以气流流动，飞行器模型静止来模拟飞行器飞行的实际情况，从而获得各种飞行情况的各种数据。

齐奥尔科夫斯基利用他自行发明的风洞装置共研究了一百多个宇航飞行器的模型，取得了不少关于空气动力学实验的第一手珍贵资料。

通过大量的实验，他深深地认识到，人类要想飞向天空，成为宇宙的主人，就必须首先征服万有引力这个拦路虎。

经过几年的潜心研究，他出版了一本《可驾驶的金属飞船》，在人类历史上第一次提出了火箭飞行理论。

在这本书里，他指出，火箭是克服地球引力，飞出地球的最理想可靠的工具。他还精心构想出了火箭的外观及内在构造情况。

根据他的构想，未来火箭的外壳应该是用钢构成的，里面有着蛋形的椭圆舱室，头部可以容纳乘客、仪表、给养储备等。同时，舱内大部分空间分为两个部分，分装液体燃料和氧化剂，燃料和氧化剂经由唧筒排入火箭中央的燃烧室，燃烧生成高温高压的气体，由尾部喷口喷出，产生一股又一股强大的推动能力，并推动火箭高速飞行。而尾部则装在喷口边，用以控制飞行的方向。

齐奥尔科夫斯基的这一大胆的构想和设计，为现代火箭的产生，奠定了坚实的理论基础。他把自己命名为“宇宙的公民”，他坚信，经过几代人的共同努力，“星际和星球之间的旅行是可能实现的”。

然而，一个严酷的事实是，当时，他所设计的火箭，速度不超过每秒 2.5 公里，这个速度根本不能摆脱地球的引力，也就是说他所设计的火箭，根本不可能飞到宇宙空间去。

又经过无数次的废寝忘食，送走无数个日出日落，经过严格细致的计算， 齐奥尔科夫斯基得出结论，要想摆脱地球引力，必须具有每秒 11.2 公里的速度。这就是所谓的“逃逸速度”。

而火箭只有具备了“逃逸速度”，才能够沿着抛物线轨道飞离地球，飞向茫茫的星际空间。

齐奥尔科夫斯基经过长期的观察，终于认识到，火箭的速度决定于排气速度，而排气速度又跟所选用的燃料和氧化剂有关，以液态氧作氧化剂，用液态氢作燃料的比用汽油所得排气速度大。

同时，他由研究火箭动力学的基本定律得出结论：要使火箭达到较高的速度，必须提高火箭满载燃料时的质量和火箭躯壳的质量之比。

然而，用 1 吨的外壳要装下 30 吨左右的燃料是绝对不可能的，更何况外壳的质量还要包括火箭发动机和其他设备的质量，同时还得考虑外壳的坚固性。

齐奥尔科夫斯基又陷入了深深的迷惘之中，但是，他没有走入思想的死胡同，而是试图通过各种方法来解决这个问题。

1929 年，已达 72 岁高龄的齐奥尔科夫斯基发表了《宇宙火箭列车》一文，在这篇迅速引起了广泛轰动效应的论文中，他提出了多级火箭的伟大设想。

齐奥尔科夫斯基把这种火箭叫做“火箭列车”，因为它是一节连一节接起来的，就像一列火车一样。

这种多级火箭之所以能够取得逃逸速度，使火箭飞离地球，是由于每一级火箭在完成自己的使命后便自动脱落，减轻了负荷，上面各级火箭在下面各级火箭已经取得的速度的基础上增加速度，所以一级比一级飞得快，客舱和科学仪器设在最顶上的一级火箭内。

“火箭列车”这一设想的实施最终解决了宇宙飞船脱离地球吸引力所需速度的问题。

老骥伏枥，志在千里。这时的齐奥尔科夫斯基，对于星际航行的研究越来越深入，关于飞出地球的思想也越来越成熟。

他又提出了人造卫星的设计图，在这份设计图中，人造卫星呈圆柱形， 以 8 公里/秒的速度绕地球运行，他称为“星际航行的驿站，设置在地球外的火箭码头”。

按照齐奥尔科夫斯基的设计，星际航船可以停泊在码头上，而且在这里添加燃料和食物，再飞向更为遥远的星际空间。

人造卫星上有街道，有综合科学研究站，有住宅，有温室，还有燃料库和工厂。同时，考虑到人在人造卫星上失重的情况下难以生活，他提出必须使人造卫星绕轴自转，以离心力来代替重力。

齐奥尔科夫斯基还指出，在卫星上，应该充分利用取之不竭用之不尽的太阳能，或者通过光电装置作为卫星上的动力来源。

1932 年 9 月，齐奥尔科夫斯基还接受了政府的任命，担任了建造同温层高空气球的总指挥。经过他和同事们近一年时间的紧张工作，圆满地完成了任务。

同温层高空气球一次试飞成功，高度达到 19000 米，为研究同温层大气、宇宙辐射、气温等，提供了强有力的工具。

齐奥尔科夫斯基被后世誉为“星际航行之父”，从 30 年代始，他又致力于研究火箭和飞船如何返回地球的重大课题，这项研究最终导致了返回式卫星和航天飞机的诞生。

1935 年 9 月 19 日，齐奥尔科夫斯基怀着对星际航行的无限向往，永远地离开了这个星球，他的一缕亡魂，晃晃悠悠，一直飘向了宇宙深处。

此后，一代又一代的科学家们继承了他航行星际的遗志，制造出了飞向太空的喷气式飞机、洲际导弹、人造卫星、宇宙飞船等等，人类已经超越大气层的包围，而且正在逐步征服整个太阳系。

因为，人们永远不会忘记他的那一句话： “地球是人类的摇篮，人类永远不会停留在地球上！”