康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基

蘇聯科學家

康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基(К.З.Циолковский,1857-1935),舉世聞名的科學家、科幻作家,被譽為“航天之父”。他是第一個提出將液體推進劑用於火箭的人。


康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基
康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基
康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基從19世紀80年代開始研究將火箭用於太空飛行。他是第一個提出將液體推進劑用於火箭的人,1926年美國火箭先驅羅伯特·戈達德發射第一架液體推進劑火箭,使他的理論得到證實。齊奧爾科夫斯基對太空旅行的其它貢獻包括計算火箭脫離地球引力所需的速度與燃料,他還提出了多節火箭的觀點。

人物經歷


齊奧爾科夫斯基童年的時候不幸得了猩紅熱,留下耳聾的後遺症。從此,他無法上學,甚至連小朋友們的遊戲也無法參加了。然而,他並不孤獨,他蹲在家裡,開動腦筋,給自己製作玩具。父母和親友見他小小年紀,用那一雙靈巧的手,制出許多精美的自動玩具,驚奇極了。他愛讀書愛學習,他在父親書房裡如饑似渴地閱讀著科技書籍。有一次竟然根據書上一幅簡單的插圖,制出了一架可以測量森林的古代觀象儀。
他從家鄉來到莫斯科。莫斯科有大圖書館,使他不再感到書籍的缺乏。整整3年時間,他在這裡自學了多門中學和大學課程,尤其是高等數學。他關於宇宙航行的思想似乎就是在這個時期產生的,這有他後來一篇自傳中的話為證:“宇宙空間交通的思想從來沒有離開過我,並促使我研究高等數學。”自學生活是很艱苦的,他吃得很差,有時幾個月里除了黑麵包和水以外什麼也沒有。1878年這位20歲的青年在按自己制定的計劃繼續自修的同時,還開始了獨立的研究工作。他製成了轉動機,用以測量加速運動對動物機體的影響。他畫了好幾張太陽系的圖,其中有載人的小行星
1883年早春,他寫成了自己的第一篇論文,題為《自由空間》,其中首次提出宇宙飛船的運動必須利用噴氣原理。而他關於噴氣式發動機整套理論的論文《利用噴氣式器械探測宇宙空間》,闡述火箭飛行理論,論述了將火箭用於星際交通的可能性,首創液體燃料火箭的設想和原理圖,他說明了火箭在星際空間飛行和從地面起飛的條件。提出為實現飛往其他行星的設想,必須設置地球衛星式的中間站。這是他一生中最重要的學術著作,其中通過計算證明了只有用多級火箭才能飛出地球,提出了用煤油和液態氧等液 體燃料代替固體燃料作為火箭推進劑的設計思想,論證了火箭採取流線形的必要性,畫出了火箭結構示意圖,並且給出了成為宇宙航行基本公式的火箭速度公式。齊奧爾科夫斯基在人類宇航史的理論奠基人地位由此確定。1927年發表氣墊列車理論和方案。1932年發表噴氣式飛機在平流層的飛行原理和一些高超音速飛機構造的方案。1929年又提出多級火箭的結構。他還寫出了許多科普、科幻著作,《宇宙的召喚》和《在地球之外》是他的代表作。
齊奧爾科夫斯基的科學幻想小說——《在地球之外》寫的是2017年發生的事。20名不同國籍的科學家和工匠乘坐自己建造的火箭飛船飛出大氣層,進入環繞地球的軌道,處於有趣的失重狀態。他們建成了大溫室,種出了足夠食用的蔬菜水果。他們穿上宇宙飛行衣從飛船里出來,在太空中飄遊。然後,飛船又飛向月球,其中的兩個人乘一輛四輪車在月球表面著陸,考察一番之後又點燃火箭離去,與在環繞月球的軌道上等候的母船會合。受這批先驅鼓舞,地球上的人們也大量轉移到外層空間,住進環繞地球軌道上的溫室住宅。而那20名探險家則繼續飛到了火星附近,途中曾在一顆無名小行星上降落。旅途漫漫。許多年過去了。最後,他們成功地返回了地球,重新住進了建在喜馬拉雅山上的科學城堡。大約是在1896年開始寫的。
《在地球之外》寫成時,冥王星尚未被發現,而今天科學家已能勾畫出整個銀河系的結構,已能觀測銀河系外數以十億計的星系,已能大致寫出宇宙自大爆炸以來100多億年的演化史。那麼,用今天的眼光來看,齊奧爾科大斯基終生心馳神往、魂牽夢繞的星際航行和太空移民,其實現的希望是否增大了呢?
再來看看齊奧爾科大斯基的另一個幻想,即向太空移民。建立環繞地球軌道上的太空城,應該說是可能的。《在地球之外》小說里的世界完全沒有戰爭,一切問題和平解決,大空城裡更是一派民主和諧景象,一切都安排得合情合理。
《在地球之外》中幾位主要人物的姓氏有點意思。拉普拉斯是一位法國數學家和天體力學家的姓氏,赫姆霍茨是一位德國物理學家的姓氏,伽利略是一位義大利物理學家的姓氏,富蘭克林是一位美國物理學家和政治家的姓氏,牛頓更是那位科學史上惟愛因斯坦可比的英國巨人的姓氏,齊奧爾科夫斯基信手拈來,指派給書中學者,又讓一位叫伊萬諾夫的俄國人去作學者群的思想領袖,倒是表現了俄國人的自信,還有一點幽默。
他的另一篇科幻小說《在月球上》則借一名少年的夢境,用第一人稱詳細描繪了月面上的種種奇妙景象。兩篇小說內容豐富,都既講科學,又善幻想,很適合青少年閱讀。
齊奧爾科夫斯基的兩部科學幻想小說既講到科學知識,又有生動幻想,雖然寫成於20世紀初期,仍很適合今天的青少年閱讀。
康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基靠自學完成了中學課程,在極艱苦的環境中進行研究工作。 1903年發表了專著《利用噴氣工具研究宇宙空間》,論證了噴氣工具用於星際航行的可行性,推導出了著名的齊奧爾科夫斯基火箭公式。這一公式的創立奠定了宇宙航行的理論基礎。在書中他首次提出了使用液體火箭的設想,認為固體火箭推進劑產生的能量較小,而且難以控制,而液體火箭則可以克服這些缺點。
此外他首次論證了利用多級火箭克服地球引力的構想。在他的科幻小說中,提到了宇航服、太空失重狀態,登月車等。這些設想和現代太空技術完全一樣。齊奧爾科夫斯基有一句名言:“地球是人類的搖籃,但是人類不會永遠生活在搖籃里,開始他們將小心翼翼地穿出大氣層,然後去征服太陽系。”
1932年,蘇聯政府授予他勞動紅旗勳章。1954年蘇聯科學院以他的姓氏設立齊奧爾科夫斯基金質獎章,表彰在星際航空領域內有傑出貢獻的人員。原蘇聯天文博物館、莫斯科航空學院都以他的名字命名,月球上的一座環形山也以齊奧爾科夫斯基命名。

大事年表


1857年9月17日 出生於俄國的依茲漢斯科。他沒有進入學校學習,而是在家自修。
1871年 他專修數學與物理學。他被熱氣球深深吸引,著迷於製作一個金屬熱氣球的想法。
1873年 他申請進入莫斯科技術學院學習,但沒有通過入學考試,於是繼續自修。
1876年 他搬到俄國的維亞特卡,做家庭教師謀生。
1879年 他在俄國卡盧加附近的博羅夫斯克做教師。他繼續進行科研與科學實驗。
1881年 發展了氣體動力學論壇(氣體處於不停的運動中)。他沒有停留在詹姆斯克拉克·麥克斯維(1831-1879)10年前提出的理論上,而是獨自提出了新的理論。
1883年 出版《空的太空》,他在書中提出了通過反作用力進行太空旅行的的觀點。
1885年 開始研製金屬氣船,以後幾年他製做了幾個比例模型。
1898年 提出太空飛行需要用液體推進劑火箭發動機
1903年 在出版的《通過反作用設備進行宇宙太空探險》中發表了他的火箭與液體推進劑理論,幾年後這本書增訂再版。
1918年 通過他的科幻作品,他的太空飛行的觀點更廣泛的深入讀者心中。在《地球之外》(這一年出版)中,他描述了建立巨大太空城的想法。
1929年 發展他的多節火箭理論。
1935年9月19日 在俄國的卡盧加逝世。為了紀念齊奧爾科夫斯基,莫斯科科學院為他關於行星際旅行的優秀作品專門設立了一個獎項。

參考資料


[1]豆瓣 http://www.douban.com/people/2181769/
[2]騰訊網 http://news.qq.com/a/20080920/001610.htm
[3]北京科普之窗 http://www.bjkp.gov.cn/bjkpzc/kxcl/rw/fmj/153315.shtml

個人榮譽


1932年,蘇聯政府授予勞動紅旗勳章。
被譽為"俄羅斯航天之父"、世界上最偉大的航天先驅者。