Циолковский основоположник космонавтики реферат

Обновлено: 08.07.2024

Константин Эдуардович Циолковский родился 17 (29) сентября 1857 в селе Ижевское под Рязанью. Его отец, Эдуард Игнатьевич, был польским дворянином среднего достатка, а мама, Мария Ивановна Юмашева, имела татарские корни. Обычно с детьми занималась мать. Именно она научила Константина читать и писать, познакомила с началами арифметики. В возрасте девяти лет Костя Циолковский заболел скарлатиной. В результате осложнения после болезни он потерял слух. Наступило то, что впоследствии он назвал "самым грустным, самым темным временем моей жизни". Тугоухость лишила мальчика многих детских забав и впечатлений, привычных его здоровым сверстникам. В 1869 он поступает в гимназию. Большими успехами будущий ученый не блистал. Предметов было много, и полуглухому мальчику учиться было нелегко. А вот за шалости он неоднократно попадал в карцер.

В 1870 году, когда Циолковскому было 13 лет, умерла его мама. Горе придавило осиротевшего мальчика. Гораздо острее ощущает он свою глухоту, делавшую его все более и более изолированным. Лишенный поддержки, мальчик учится все хуже и хуже. В 1871 году - отчисление из гимназии c характеристикой ". для поступления в техническое училище". Но именно в это время Константин Циолковский находит свое истинное призвание и место в жизни. Он занимается образованием самостоятельно. В отличие от гимназических учителей книги щедро оделяют его знаниями и никогда не делают ни малейших упреков. В это же время Константин Циолковский приобщается к техническому и научному творчеству. Он самостоятельно изготавливает астролябию (первое измеренное ей расстояние - до пожарной каланчи), домашний токарный станок, cамодвижущиеся коляски и локомотивы.

Способности сына стали очевидны для Эдуарда Циолковского, и он решает послать мальчика в столицу. Константин сам находит себе квартиру и, живя буквально на хлебе и воде (отец присылал десять-пятнадцать рублей в месяц), упорно занимается. Каждодневно с десяти утра и до трех-четырех дня пополудни трудолюбивый юноша штудирует науки в библиотеке. За первый год жизни в Москве пройдены физика и начала математики. На втором Константин преодолевает дифференциальное и интегральное исчисление, высшую алгебру, аналитическую и сферическую геометрию.

Однако жизнь в Москве была достаточно дорогой, Циолковский, несмотря на все усилия, не смог обеспечить себя достаточными средствами, так что в 1876 году отец отозвал его в Вятку. Константин становится частным репетитором и зарабатывает самостоятельно, а в свободное время продолжает заниматься в городской публичной библиотеке.

В 1880 году Константин Циолковский сдает экзамены на учительское звание и переезжает в Боровск, расположенный в 100 километрах от Москвы по назначению от Министерства просвещения на свою первую государственную должность. Там же он женился на Варваре Евграфовне Соколовой.

Молодая чета начинает жить отдельно и молодой ученый продолжает физические опыты и техническое творчество. В доме у Циолковского сверкают электрические молнии, гремят громы, звенят колокольчики, пляшут бумажные куколки. Посетители дивились также на "электрического осьминога", который хватал каждого своими ногами за нос или за пальцы, и тогда у попавшего к нему в "лапы" волосы становились дыбом и выскакивали искры из любой части тела. Надувался водородом резиновый мешок и тщательно уравновешивался посредством бумажной лодочки с песком. Как живой, он бродил из комнаты в комнату, следуя воздушным течениям, подымаясь и опускаясь.

Находясь вдали от основных научных центров России, Циолковский, оставаясь глухим, решил самостоятельно проводить исследовательские работы в интересовавшей его области - аэродинамике. Он начал с того, что разработал основы кинетической теории газов и отослал свои расчеты в Русское физико-химическое общество в Петербурге и вскоре получил ответ от Менделеева: кинетическая теория газов уже открыта. 25 лет назад. Но Циолковский пережил это известие, ставшее для него как ученого ударом, и продолжил исследования. В Петербурге заинтересовались одаренным и неординарным учителем из Вятки и пригласили его войти в состав вышеупомянутого общества.

В 1892 году Константин Циолковский был переведен учителем в Калугу. Там он также не забывал о науке, об астронавтике и аэронавтике. В Калуге Циолковский построил специальный туннель, который позволил бы измерять различные аэродинамические показатели летательных аппаратов. Поскольку Физико-химическое общество не выделило ни копейки на его эксперименты, ученому пришлось использовать семейные средства для проведения исследований. К слову, Циолковский на свои средства построил более 100 экспериментальных моделей и протестировал их - не самое дешевое удовольствие! Через некоторое время общество все таки обратило внимание на калужского гения и выделило ему финансовую поддержку - 470 рублей, на которые Циолковский построил новый, усовершенствованный туннель.

Дом-музей К.Э.Циолковского в г.Калуге, открыт 19 сентября 1936 года, в первую годовщину смерти ученого. Здесь он прожил 29 лет. Константин Эдуардович купил этот дом в мае 1904 года. Весной 1908 года случилось сильное наводнение. В ночь на 11 апреля вода стала быстро прибывать и затопила дом. Константин Эдуардович переселил семью к соседям, а сам с книгами, приборами и рукописями остался на чердаке своего дома. Пищу ему привозили на лодке и подавали в маленькое окошко.

В ходе аэродинамических экспериментов Циолковский все больше стал обращать внимание на космические проблемы. В 1895 году была опубликована его книга "Грезы о земле и небе", а через год вышла статья о других мирах, разумных существах с других планет и об общении землян с ними. В том же 1896 году Циолковский приступил к написанию своего главного труда "Исследование космического пространства с помощью реактивного двигателя". В этой книге были затронуты проблемы использования ракетных двигателей в космосе - навигационные механизмы, поставка и транспортировка топлива и другие.

Первые пятнадцать лет ХХ века были самыми тяжелыми в жизни ученого. В 1902 году его сын Игнатий покончил жизнь самоубийством. В 1908 году во время разлива Оки его дом затопило, многие машины, экспонаты были выведены из строя, а многочисленные уникальные расчеты утеряны. В Физико-химическом обществе не оценили значимость и революционность представленных Циолковским моделей.

При Советской власти условия жизни и работы Циолковского радикалыю изменились. Ему была назначена персональная пенсия и обеспечена возможность плодотворной деятельности. Разработки Циолковского стали интересны новой власти, которая оказала ему значительную материальную поддержку. В 1919 году Циолковский был избран в социалистическую Академию (будущую Академию наук СССР), а 9 ноября 1921 год ученому была назначена пожизненная пенсия за заслуги перед отечественной и мировой наукой. Эту пенсию выплачивали до 19 сентября 1935 года - в тот день величайший человек, Константин Эдуардович Циолковский умер в ставшем ему родным городе Калуге.

Циолковский построил в 1897 первую в России аэродинамическую трубу с открытой рабочей частью, разработал методику эксперимента в ней и в 1900 на субсидию Академии наук сделал продувки простейших моделей и определил коэффициент сопротивления шара, плоской пластинки, цилиндра, конуса и других тел.

С 1896 года Циолковский систематически занимался теорией движения реактивных аппаратов. Мысли об использовании ракетного принципа в космосе высказывались Циолковским ещё в 1883, однако строгая теория реактивного движения изложена им в 1896. Циолковский вывел гениальную формулу (она получила название "формула Циолковского"), установившую зависимость между:

скоростью ракеты в любой момент
cкоростью истечения газов из сопла
массой ракеты
массой взрывных веществ

Закончив математические записи, Циолковский машинально поставил дату: 10 мая 1897 года. Разумеется, он ни на секунду не подозревал, сколько радости доставит впоследствии историкам находка пожелтевших и измятых листков. Ведь написав дату вычислений, Циолковский, сам того не ведая, закрепил cвое первенство в вопросах научного освоения космоса. В 1903 году он опубликовал книгу "Исследования мировых пространств реактивными приборами", где впервые доказал, что единственным аппаратом, способным совершить космический полет, является ракета. В этой статье и последовавших ее продолжениях (1911 и 1914 годах) он заложил основы теории ракет и жидкостного ракетного двигателя. В этом пионерском труде Циолковский:

полностью доказал невозможность выхода в космос на аэростате или с помощью артиллерийского орудия,
вывел зависимость между весом топлива и весом конструкций ракеты для преодоления силы земного тяготения,
высказал идею бортовой системы ориентации по Солнцу или другим небесным светилам
проанализировал поведение ракеты вне атмосферы, в среде, свободной от тяготения
была решена задача посадки космического аппарата на поверхность планет, лишенных атмосферы.

Так на берегах Оки взошла заря космической эры. Правда, результат первой публикации оказался совсем не тот, какого ожидал Циолковский. Ни соотечественники, ни зарубежные ученые не оценили исследования, которым сегодня гордится наука. Оно просто на эпоху обогнало свое время. В 1911 году опубликована вторая часть труда "Исследование мировых пространств реактивными приборами". Циолковский вычисляет работу по преодолению силы земного тяготения, определяет скорость, необходимую для выхода аппарата в Солнечную систему ("вторая космическая скорость") и время полета. На этот раз статья Циолковского наделала много шума в научном мире. Циолковский обрел много друзей в мире науки.

В 1926-1929 годы Циолковский решает практический вопрос: сколько нужно взять топлива в ракету, чтобы получить скорость отрыва и покинуть Землю. Выяснилось, что конечная скорость ракеты зависит от скорости вытекающих из нее газов и от того, во сколько раз вес топлива превышает вес пустой ракеты. Расчет показывает: для того чтобы ракета с людьми развила скорость отрыва и отправилась в межпланетный полет, нужно взять топлива в сто раз больше, чем весит корпус ракеты, двигатель, механизмы, приборы и пассажиры, вместе взятые. А это вновь создает очень серьезное препятствие.

Ученый нашел оригинальный выход - многоступенчатый межпланетный корабль. Он состоит из многих ракет, соединенных между собой. В передней ракете, кроме топлива, находятся пассажиры и снаряжение. Ракеты работают поочередно, разгоняя весь поезд. Когда топливо в одной ракете выгорит, она сбрасывается, при этом удаляются опустошенные баки и весь поезд становится легче. Затем начинает работать вторая ракета и т. д. Передняя ракета, как по эстафете, получает скорость, набранную всеми предыдущими ракетами. В эти же годы он оценил влияние сопротивления атмосферы на полет ракеты и дополнительные затраты топлива при этом.

Циолковский выдвинул ряд идей, которые нашли применение в ракетостроении. Им предложены: газовые рули (из графита) для управления полётом ракеты и изменения траектории движения её центра масс; использование компонентов топлива для охлаждения внешней оболочки космического аппарата (во время входа в атмосферу Земли), стенок камеры сгорания и сопла; насосная система подачи компонентов топлива; оптимальные траектории спуска космического аппарата при возвращении из космоса и др. В области ракетных топлив Циолковский исследовал большое число различных окислителей и горючих; рекомендовал топливные пары: жидкие кислород с водородом, кислород с углеводородами.

Циолковский много и плодотворно работал над созданием теории полёта реактивных самолётов, изобрёл свою схему газотурбинного двигателя; в 1927 опубликовал теорию и схему поезда на воздушной подушке. Он первый предложил "выдвигающиеся внизу корпуса" шасси.

Космические полеты и дирижаблестроение были главными проблемами, которым он посвятил свою жизнь. Но говорить о Циолковском только как об отце космонавтики - значит обеднить его вклад в современную науку и технику.
Циолковский отстаивал идею разнообразия форм жизни во Вселенной, явился первым идеологом и теоретиком освоения человеком космического пространства, конечная цель которого представлялась ему в виде полной перестройки биохимической природы порожденных Землей мыслящих существ.

Константин Эдуардович Циолковский является автором научно-фантастических произведений: "Грезы о Земле и небе", "На Весте".

Основоположником науки по праву считается Константин Циолковский. Именно он и есть отец русской космонавтики.

Космонавтика — это наука и технология космических полётов. Она включает в себя и теорию, и практику. Для этого используются, разумеется, знания, и специальные космические аппараты.
Проще говоря, это полёты в космос и всё, что с этим связано.

Как ни сомнительны гипотезы, но если они дают возможность объединить известные явления и предсказывают новые, то они полезны. Циолковский

Константин Эдуардович Циолковский

На удивление, жизнь основателя космонавтики была нелёгкой. Сначала его труды и взгляды высмеивали. Но он продолжал свою работу несмотря на критику общественности. Много публикаций Циолковского не были признаны.

Константин Эдуардович Циолковский

Хотя, упорная работа над реактивными приборами с целью исследования космического пространства, все же дала результат. В дальнейшем, зарубежные учёные выдвинули аналогичные разработки к трудам Константина Эдуардовича. Но произошло это намного позже. Однако Ассоциация натуралистов признала приоритет Циолковского в разработке ракеты.
Таким образом, авторитет российского учёного стал общепризнанным.

Работы учёного

Циолковского называют отцом русской космонавтики. И он это действительно заслужил. Он был первым. И главным. По крайней мере, в России. Он предоставил возможность другим воссоздать свои идеи, доработать их и развить.
В конце концов, он рассчитал и доказал достижение ракетой космической скорости. Кроме того, нашёл ответ на вопрос о посадке ракеты на поверхность других планет. И что очень важно, именно Циолковский задумался о создании искусственного спутника Земли.

Интересно, что множество его работ до сих пор не изучено. К слову сказать, Константин Эдуардович оставил немалое наследие для потомков. Учёные утверждают, что исследована только одна третья часть материалов. По их данным, найдено более 450 черновиков. По всей вероятности, какие-то он хотел издать, какие-то предназначались для друзей. Помимо этого, немало научных и просветительских работ.

Чертеж ракеты Циолковского

Новые идеи надо поддерживать. Немногие имеют такую смелость, но это очень драгоценное свойство людей Циолковский

Медаль Циолковского

Федерация космонавтики разработала специальный знак для награды. Его выдают с целью поощрения лучших специалистов в области космонавтики. Орден Циолковского выполнен в виде восьми лучевой звезды, а в её центре расположен портрет самого учёного. Определенно, это очень почётная награда.

Российские награды Федерации космонавтики

Несомненно, роль Циолковского в космонавтике, и в астрономии в целом, огромная. Помимо всего прочего, он поддерживал молодых учёных и конструкторов. Что сыграло также значимую роль в истории космонавтики.

Мало кто знает, что отец космонавтики встречался с Королёвым. Да, да. С тем самым известным конструктором, который также внёс большой вклад в развитие космических полётов. Более того, оказывается он сильно повлиял на молодого человека. Тем самым направив его деятельность в направлении кораблестроения.

Конструктор Сергей Павлович Королев

С уверенностью и гордостью, можно заявить, что благодаря работам Циолковского человечество смогло подняться в космос.
Бесспорно, Константин Эдуардович был выдающимся учёным. И определённо, вклад Циолковского в космонавтику исключительно важный.

Костя Циолковский в возрасте пяти-шести лет

Константин Эдуардович Циолковский появился на свет 5 (17) сентября 1857 года в селе Ижевское Рязанской губернии в семье лесничего. Константин был не единственным ребёнком Эдуарда Игнатьевича и Марии Ивановны — старший брат Дмитрий родился в 1851 году; позже родились Игнатий (1858) и Екатерина (1868). В 1860 году семья перебралась в Рязань. Там мальчик заболел скарлатиной, из-за чего едва не потерял слух. Тогда подобная инвалидность была почти приговором, ведь человек практически выпадал из общественной жизни и мог рассчитывать только на доброту окружающих. Однако сам Циолковский позднее утверждал, что именно глухота помогла ему стать учёным: он не мог играть и общаться с другими детьми, поэтому с раннего возраста предавался размышлениям.

В 1868 году семья Циолковских вновь переехала — в Вятку. Отец отдал Константина вместе с Игнатием в первый класс мужской гимназии. Но Костя там особо не блистал — глуховатому мальчику попросту было трудно учиться, да и учителя были чересчур строги. На третий год его исключили. Пришлось заниматься самообразованием. Тогда Циолковский впервые приобщился к техническому творчеству. Он изготавливал заводные пружинные игрушки, увлекался фокусами, даже сделал небольшой токарный станок для обработки дерева.

В возрасте пятнадцати лет Циолковский увлёкся воздухоплаванием. Его воображение захватила идея безопасного, устойчивого и несгораемого дирижабля. Парадоксально, но любимая научная тема Циолковского впоследствии не получила практического развития.

Модель металлического аэростата (один из проектов Циолковского)

Необыкновенные способности сына стали очевидны для Эдуарда Циолковского, и он надумал послать юношу в Москву, надеясь, что тот сумеет добиться успеха на поприще технических наук. В 1873 году Константин покинул Вятку для поступления в ремесленное училище, однако его туда не приняли. Но молодой человек остался в Москве, нашёл себе жильё и продолжил самообучение. Он сидел на хлебе и воде — почти все деньги уходили на книги. За первый год Циолковский освоил физику и начала математики. На втором году изучил дифференциальное и интегральное исчисления, высшую алгебру, аналитическую и сферическую геометрию. Однако абстракции мало интересовали его. Циолковский прежде всего думал о решении конкретных задач. Из-за этого он не осилил классическую философию, а в зрелом возрасте не смог признать значимость идей Эйнштейна, Лобачевского, Минковского и других реформаторов науки.

Циолковский и марсиане

В 1876 году Константину пришлось вернуться в родительский дом: отец решил, что двух лет в Москве вполне достаточно. Хотя образование Циолковского было ещё далеко от завершения, он устроился работать репетитором — помогли отцовские связи.

Новое увлечение не на шутку захватило Циолковского. Он начал обдумывать аспекты межпланетных путешествий — и прежде всего хотел выяснить, какие перегрузки способен вынести живой организм. В Рязани он построил первую в мире центрифугу для проведения медико-биологических экспериментов и раскручивал в ней случайных животных. Так он выяснил, что цыплёнок спокойно выдерживает десятикратную перегрузку, а таракан — трёхсоткратную!

Жизнь шла своим чередом. Министерство просвещения отправило Циолковского в Боровск. В 1880 году Константин женился на дочери местного священника. За молодым учителем прочно закрепилась репутация чудака. Действительно, обстановка его дома была очень странной. Биографы очень любят цитировать один фрагмент из воспоминаний Константина Эдуардовича:

Константин Циолковский с заготовками для действующей модели металлического дирижабля

У меня сверкали электрические молнии, гремели громы, звонили колокольчики, плясали бумажные куколки, пробивались молнией дыры, загорались огни, вертелись колёса, блистали иллюминации и светились вензеля. Толпа одновременно поражалась громовым ударам. Между прочим, я предлагал желающим попробовать ложкой невидимого варенья. Соблазнившиеся угощением получали электрический удар. Любовались и дивились на электрического осьминога, который хватал всякого своими ногами за нос или за пальцы. Волосы становились дыбом, и выскакивали искры из всякой части тела. Кошка и насекомые также избегали моих экспериментов. Надувался водородом резиновый мешок и тщательно уравновешивался посредством бумажной лодочки с песком. Как живой, он бродил из комнаты в комнату, следуя воздушным течениям, поднимаясь и опускаясь.

Дом Циолковского в Боровске (Dmitry Rozhkov | СС BY-SA 3.0)

Циолковский и Королёв

Памятник несостоявшейся встрече

Хотя Константин Эдуардович продолжал плотно заниматься проектом металлического дирижабля, его всё сильнее интересовали вопросы межпланетных перелётов. Например, он пытался представить, какие эффекты будут наблюдаться в состоянии невесомости. Однако Циолковский как практик хорошо видел и главную проблему, препятствующую освоению Солнечной системы, — отсутствие технической возможности разогнаться до космических скоростей. Описанные в фантастике концепции лунных пушек и антигравитационных аппаратов выглядели пустым фантазированием, поскольку нарушали известные законы физики.

Константин Циолковский за работой

Обложка брошюры Александра Фёдорова

Формула Циолковского была несовершенна, но и её на начальном этапе оказалось достаточно, чтобы провести анализ. Калужский учитель установил, что межпланетные полёты вполне возможны, если в качестве топлива применять смесь из нефти и жидкого кислорода — эти компоненты в его время добывать и использовать уже умели.

10 мая 1897 года Циолковский вывел формулу, которая сегодня носит его имя. Она связывает четыре параметра: скорость ракеты в любой момент времени, скорость истечения продуктов сгорания из сопла, массу ракеты и массу взрывных веществ. Значение этой формулы для инженера-ракетчика трудно переоценить. Допустим, необходимо запустить спутник на околоземную орбиту. Значит, скорость ракеты после исчерпания топлива должна равняться первой космической скорости. Скорость истечения для каждого вещества индивидуальна. Располагая этими двумя величинами, можно перебирать соотношения масс топлива и ракеты, добиваясь оптимального.

Фрагмент рукописи с выводом формулы Циолковского

Космические ракеты Константина Циолковского

Российская фантастика конца XIX века была бедна на авторов. Издавались преимущественно мистические или утопические истории. В то же время молодёжь зачитывалась романами Жюля Верна и Герберта Уэллса. Любителем зарубежной фантастики был и Циолковский. Богатое воображение подталкивало калужского учителя к собственным пробам пера, и самым удобным форматом для него оказались научно-фантастические очерки, служившие иллюстрациями к его необычным идеям.

Выполнив миссию по спасению человечества, учёные отправились к Луне и высадились на её поверхность. Там они обнаружили целые россыпи драгоценных камней и повстречали необычных существ, живущую в непрерывной погоне за солнечным светом. Затем межпланетные путешественники двинулись к Марсу, но садиться на него не стали, поскольку не были технически к этому готовы.

Примечательная деталь: в отличие от других сторонников космической экспансии, Циолковский не считал необходимым освоение соседних планет — он верил, что в самом межзвёздном пространстве достаточно ресурсов для обеспечения растущего человечества.

Константин Циолковский в своей домашней библиотеке

С большим пиететом относились к Циолковскому и ракетчики. Будущий главный конструктор ракетно-космической техники Сергей Королёв понимал, что для создания новой сферы научно-технической деятельности, какой станет реальная космонавтика, ему нужны авторитетные предшественники. Но, кроме Циолковского, в России никого подходящего не было. Поэтому, едва занявшись ракетостроением, Королёв установил тесные контакты с калужским учителем, цитировал его труды и всячески чествовал.

Ссылаясь на Циолковского, молодые советские ракетчики преодолели недоверие высокопоставленных военных и развернули работу — сначала в Группе по изучению реактивного движения (ГИРД), затем в Реактивном научно-исследовательском институте (РНИИ).

Циолковский в кино

Поэт Евгений Евтушенко в роли Константина Циолковского

Константин Циолковский в своей лаборатории

Современный сборник философских статей Циолковского

Циолковский очень хорошо представлял себе, что это за стандарты и каким способом можно усовершенствовать современное человечество. И он делился рецептом спасения. Для начала необходимо признать, что прогресс двигают гении. Следовательно, все социальные институты должны быть ориентированы на их выявление и обучение. А уж гении неизбежно придут к пониманию, что главная цель человечества — расселиться по всему обозримому космосу. И тогда наша космическая экспансия станет неизбежной.

Циолковский в космосе

Памятник Константину Циолковскому на Аллее космонавтов в Москве

Не исключено, когда-нибудь философию Константина Циолковского забудут. Забудут, что он вывел ключевую формулу и придумал прообраз первой космической ракеты. Всё возможно. Однако можно быть уверенным, что в человеческой памяти навсегда останется его лозунг, содержащий суть космической экспансии: