Научный журнал для школьников
История родного края

Константин Эдуардович Циолковский - теории космической творец

Разумный И.В. 1
1 Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение "Гимназия № 1 г. Рузы"
космос
ракета
учитель
теория
математика
аэродинамика
1. Дворцы и усадьбы №113./Под ред. А. Жарковой. - М.:ООО «Де Агостини», 2013.
2. Киселев, А. Н. Покорители космоса. –М.: Военное издательство Министерства обороны СССР, 1971.
3. Космонавтика: энциклопедия./Под ред. В. П. Глушко. – М., 1985.
4. Космонавтика СССР./ Сост. Л. Н. Гильберг, А. А. Еременко.– М., 1986.
5. Космос. Звезды и планеты. Космические полеты. Реактивные самолеты. Телевидение: энциклопедия юного ученого. – М.: РОСМЭН, 2000.
6. Кубеев М. 100 великих людей изменивших мир. – М.: Вече, 2010.
7. Мусский, С. А. 100 великих чудес техники. – М.: Вече, 2005.
8. Пионеры ракетной техники: Кибальчич, Циолковский, Цандер, Кондратюк: научные труды. – М., 1959.
9. Рыжов, К. В. 100 великих изобретений. – М.: Вече, 2001.
10. Самин, Д. К. 100 великих научных открытий. – М.: Вече, 2005.
11. Самин, Д. К. 100 великих ученый. – М.: Вече, 2000.
12. Циолковский, К. Э. Путь к звездам. – М.: Изд-во АН СССР, 1961.
13. Ресурсы интернета:
13.1. Константин Эдуардович Циолковский [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org (вход 30.03.19)
13.2. Научные Чтения памяти К.Э. Циолковского. http://readings.gmik.ru/ (вход 04.04.19)
13.3. Теория ракеты Циолковского. http://ency.info/materiya-i-dvigenie/chelovek-i-nebo/278-teoriya-rakety-tsiolkovskogo (вход 03.04.19)

I. Введение

Актуальность: Космонавтика – наука, инструмент изучения Вселенной, Земли, самого человека. С каждым днем все более расширяется сфера прикладного использования космонавтики. А кто же является родоначальником космонавтики? Задумываясь, этим вопросом я начал изучать жизнедеятельность Константина Эдуардовича Циолковского. Это человек удивительной судьбы, доказавший возможность полета в космос.

Он отстаивал идею разнообразия форм жизни во Вселенной, явился первым теоретиком и пропагандистом освоения человеком космического пространства. Поэтому моя работа называется «К.Э. Циолковский - теории космическойтворец». Я хотел показать в своей работе К.Э. Циолковского,как человека, который занимался самостоятельно образованием и достиг выдающихся успехов в освоении космоса. Он является первым открывателем эпохи космонавтики. В 2017 г. исполнилось 160 лет (со дня рождения) Константина Эдуардовича Циолковского.

Я попытаюсь проследить гипотезу, что, если согласно теории Циолковского, вслед за выходом человека в космос, человечество, достигнув определенного уровня социального и технического развития, то человечество начнет «распространяться не только в своей солнечной системе, но и в соседних».

Объект: ученый К.Э. Циолковский.

Предмет: творческий путь гениального ученого.

Цель работы:

1. Изучить биографию и научные достижения К.Э. Циолковского.

Задачи работы:

1. Изучить биографию К.Э. Циолковского

2. Оценить вклад его достижений в отечественную и мировую науку.

Методы исследования: в работе использовалось теоретической и описательный метод для обзора и анализа научной литературы;

Практическая значимость работы: исследовательскую работу «Константин Эдуардович Циолковский - теории космическойтворец» можно использовать на уроках истории России, обществознания, физики, для проведения классных часов и внеклассных мероприятий.

II. Константин Эдуардович Циолковский - теории космическойтворец.

Константин Эдуардович Циолковский— русский и советскийученый-самоучка, изобретатель, школьный учитель. Основоположник теоретическойкосмонавтики. Обосновал использованиеракетдля полётов в космос, пришёл к выводу о необходимости использования «ракетных поездов»— прототипов многоступенчатых ракет. Основные научные труды относятся к аэронавтике, ракетодинамике и космонавтике.

Представитель русскогокосмизма, членРусского общества любителей мироведения. Авторнаучно-фантастическихпроизведений, сторонник ипропагандистидей освоения космического пространства. Циолковский предлагал заселить космическое пространство с использованием орбитальных станций, выдвинул идеикосмического лифта, поездов на воздушной подушке. Считал, что развитие жизни на одной из планет Вселенной достигнет такого могущества и совершенства, что это позволит преодолевать силы тяготения и распространять жизнь по Вселенной.

2.1. Детские годы и самообразование ученого.

Отец Константина, Эдуард Игнатьевич Циолковский (1820—1881) родился в селе Коростянин (на северо-западеУкраины). В1841 годуокончилЛесной и Межевой институтвПетербурге, затем служиллесничимвОлонецкойиПетербургскойгуберниях. В1843 годубыл переведён в Пронское лесничествоСпасского уездаРязанской губернии. Проживая в селе Ижевском, встретился со своей будущей женой Марией Ивановной Юмашевой (1832—1870), матерью Константина Циолковского. Имеятатарскиекорни, она была воспитана в русской традиции. Предки Марии Ивановны приИване Грозномпереселились вПсковскую губернию. Её родители, мелкопоместные дворяне, владели такжебондарнойи корзинной мастерскими. Мария Ивановна была образованной женщиной: окончилагимназию, зналалатынь, математику и другие науки.

Константин Эдуардович родился 17сентября1857 в селеИжевское, Рязанской губернии. Константин Циолковский происходил из польского дворянского рода Циолковских. В возрасте девяти лет Костя, катаясь в начале зимы на санках, простудился и заболелскарлатиной. В результате осложнения после тяжёлой болезни частично потерял слух. Наступило то, что впоследствии Константин Эдуардович назвал «самым грустным, самым тёмным временем моей жизни» [1]. Тугоухость лишила мальчика многих детских забав и впечатлений, привычных его здоровым сверстникам.

В это время Костя впервые начинает проявлять интерес к мастерству. «Мне нравилось делать кукольные коньки, домики, санки, часы с гирями и пр. Всё это было из бумаги и картона и соединялосьсургучом» [1],— напишет он позже.

В1869 годуКостя вместе с младшим братом Игнатием поступил в первый классмужской Вятской гимназии. Учёба давалась с большим трудом, предметов было много, преподаватели строгие. Очень мешала глухота: «Учителей совершенно не слышал или слышал одни неясные звуки» [1].

В том же году пришло печальное известие из Петербурга— умер старший брат Дмитрий, учившийся вМорском училище. Эта смерть потрясла всю семью, но особенно Марию Ивановну. В1870 годумать Кости, которую он горячо любил, неожиданно скончалась. Костя учился всё хуже и хуже. Гораздо острее ощутил он свою глухоту, препятствовавшую его учёбе в школе и делавшую его всё более и более изолированным. Во втором классе Костя остался на второй год, а с третьего (в1873 году) последовало отчисление с характеристикой «… для поступления в техническое училище». После этого Константин уже никогда и нигде не учился— занимался исключительно самостоятельно; во время этих занятий он пользовался небольшой библиотекой.

В это же время Костя приобщился к техническому и научному творчеству. Он самостоятельно изготовиластролябию, домашнийтокарный станок, самодвижущиеся коляски илокомотивы. Устройства приводились в движение спиральнымипружинами, которые Константин извлекал из старыхкринолинов, покупаемых на рынке. Опыты с бумажной модельюаэростата, наполненноговодородом, закончились неудачей, однако Константин не отчаивается, продолжает работать над моделью, думает над проектом машины с крыльями.

В июле1873 годаЭдуард Игнатьевич решил послать Константина вМосквупоступать в Высшее техническое училище (нынеМГТУ им. Баумана). В училище, по неизвестным причинам, Константин так и не поступил, но решил продолжить образование самостоятельно. Живя буквально на хлебе и воде (отец присылал 10—15 рублей в месяц), принялся упорно заниматься. Для экономии средств Константин передвигался по Москве только пешком. Все свободные деньги тратил на книги, приборы и химические препараты. Ежедневно с десяти утра и до трёх-четырёх часов дня юноша штудирует науки вЧертковской публичной библиотеке— единственной бесплатной библиотеке в Москве того времени. В этой библиотеке Циолковский встретился с основоположником русскогокосмизмаНиколаем Фёдоровичем Фёдоровым.

За первый год жизни в Москве Циолковским изученыфизикаи началаматематики. В1874 годуЧертковская библиотека переехала в здание Румянцевского музея, вместе с ней перешёл на новое место работы и Николай Фёдоров. В новом читальном зале Константин изучаетдифференциальноеиинтегральное исчисление,высшую алгебру,аналитическуюисферическуюгеометрию.

Затемастрономию,механику,химию. За три года Константин полностью освоил гимназическую программу, а также значительную часть университетской программы. Ксожалению, отец больше не смог оплачивать его проживание в Москве и к тому же плохо себя чувствовал и собирался на пенсию.

2.2. Учитель Константин Эдуардович Циолковский.

В Вятку Константин вернулся ослабшим, исхудавшим и измождённым. Тяжёлые условия жизни в Москве, напряжённая работа привели также к ухудшению зрения. После возвращения домой Циолковский стал носить очки. Константин начал давать частные уроки по физике и математике. Первый урок получил благодаря связям отца в либеральном обществе. Проявив себя талантливым педагогом, в дальнейшем не имел недостатка в учениках. При ведении уроков Циолковский применял собственные оригинальные методы, главным из которых была наглядная демонстрация.

По возвращении в Рязань семья жила на Садовой улице. Сразу после приезда Константин Циолковский прошёл медицинскую комиссию и был освобождён от воинской службы из-за глухоты. Константин рассорился с отцом. В результате Константин снял отдельную комнату у служащего Палкинаи был вынужден искать другие средства к существованию, так как его личные сбережения, накопленные с частных уроков в Вятке, подходили к концу, а в Рязани неизвестному репетитору без рекомендаций не удавалось найти учеников.

Для продолжения работы учителем была необходима определённая, документально подтверждённая квалификация. Осенью1879 годав Первой губернской гимназииКонстантин Циолковский держал экзаменэкстерномна уездного учителя математики. Успешно сдав экзамен, Циолковский получил направление от Министерства просвещения на должность учителя арифметики и геометрии в Боровское уездное училище Калужской губернии и в январе1880 года покинул Рязань.

По приезду в Боровск Циолковский остановился в гостиничных номерах на центральной площади города. После долгих поисков удобного жильяЦиолковский— по рекомендации жителейБоровска— «попал на хлеба к одному вдовцу с дочерью, жившему на окраине города» [12]— к Е.Е.Соколову— вдовцу, священникуЕдиноверческой церкви. Ему сдали две комнаты и стол из супа и каши. Дочь СоколоваВарябыла всего на два месяца моложе Циолковского; её характер и трудолюбие пришлись ему по душе, и вскоре Циолковский на ней женился; обвенчались они20 августа1880 годав церкви Рождества Богородицы. Приданого Циолковский за невестой никакого не взял, свадьбы не было, венчание не афишировалось. В Боровске у Циолковских родилось четверо детей: старшая дочь Любовь и сыновья: Игнатий, Александр и Иван. Циолковские жили бедно, но, по словам самого учёного, «в заплатах не ходили и никогда не голодали» [12]. Большую часть своего жалования Константин Эдуардович тратил на книги, физические и химические приборы, инструменты, реактивы.

2.3. Первые научные работы.

В Боровске Циолковский прожил 12 лет (1880-1892гг.). После занятий в училище и по выходным Циолковский продолжал свои исследования дома: работал над рукописями, делал чертежи, ставил эксперименты. В доме у него сверкают электрические молнии, гремят громы, звенят колокольчики, пляшут бумажные куколки.

Самая первая работа Циолковского была посвящена применениюмеханики в биологии. Ей стала написанная в 1880 году статья «Графическое изображение ощущений» [8]; в данной работе Циолковский развивал свойственную для него в то время пессимистическую теорию «взбаламученного нуля», математически обосновывал идею бессмысленности человеческой жизни. Циолковский отослал эту статью в журнал«Русская мысль», но там её не напечатали и рукопись не вернули, а Константин переключился на другие темы.

В 1881 годуЦиолковский написал свою первую подлинно научную работу «Теория газов». Однажды его посетил студент Василий Лавров, который предложил свою помощь, так как направлялся в Петербург и мог передать рукопись на рассмотрение в Русское физико-химическое общество(РФХО), весьма авторитетное научное сообщество в России того времени. «Теория газов» была написана Циолковским на основе имевшихся у него книг. Циолковский самостоятельно разработал основы кинетической теории газов.

Третьей работой, написанной в Боровске и представленной научному обществу, стала статья «Продолжительность лучеиспускания Солнца» (1883), в которой Циолковский описывал механизм действиязвезды. Он рассмотрелСолнцекак идеальный газовый шар, постарался определить температуру и давление в его центре, время жизни Солнца. Циолковский в своих расчётах использовал лишь основные законы механики (закон всемирного тяготения) и газовой динамики (закон Бойля — Мариотта). Статью рассматривал профессорИван Боргман. По мнению Циолковского, она ему понравилась, но так как в первоначальном её варианте практически не было вычислений, «возбудила недоверие». Тем не менее, именно Боргман предлагал опубликовать представленные учителем из Боровска работы, что, впрочем, не было сделано.

Члены Русского физико-химического общества единогласно проголосовали за принятие Циолковского в свои ряды, о чём сообщили в письме. Однако Константин не ответил: «Наивная дикость и неопытность»,— сокрушался он позже.

Следующая работа Циолковского «Свободное пространство»1883 годабыла написана в форме дневника. Это своеобразный мысленный эксперимент, повествование ведётся от имени наблюдателя, находящегося в свободном безвоздушном пространстве и не испытывающем действия сил притяжения и сопротивления. Циолковский описывает ощущения такого наблюдателя, его возможности и ограничения в передвижении и манипуляции с различными объектами. Он анализирует поведение газов и жидкостей в «свободном пространстве», функционирование различных приборов, физиологию живых организмов— растений и животных. Главным результатом этой работы можно считать впервые сформулированный Циолковским принцип о единственно возможном методе передвижения в «свободном пространстве»— реактивном движении.

2.4. Дирижабль Циолковского

Циолковский разработал аэростат собственной конструкции, результатом чего стало объёмистое сочинение «Теория и опыт аэростата, имеющего в горизонтальном направлении удлинённую форму» [8] (1885—1886). В нём было дано научно-техническое обоснование создания совершенно новой и оригинальной конструкции дирижабля с тонкойметаллическойоболочкой. Циолковский привёл чертежи общих видов аэростата и некоторых важных узлов его конструкции.

· Объём оболочки былпеременным, что позволило сохранятьпостояннуюподъёмную силу при различной высоте полёта и температуре атмосферного воздуха, окружающего дирижабль. Эта возможность достигалась за счёт гофрированных боковин и особой стягивающей системы.

· Циолковский ушёл от применения взрывоопасного водорода, его дирижабль наполнялся горячим воздухом. Высоту подъёма дирижабля можно было регулировать с помощью отдельно разработанной системы подогрева. Воздух нагревался путём пропускания по змеевикам отработанных газов моторов.

· Тонкая металлическая оболочка также была гофрированной, что позволяло увеличить еёпрочностьиустойчивость. Волны гофра располагались перпендикулярно оси дирижабля.

2.5. Годы жизни в Калуге (1892—1935)

В Калуге Циолковский прожил всю оставшуюся жизнь. С 1892 года работал преподавателем арифметики и геометрии в Калужском уездном училище. Вскоре после приезда Циолковский познакомился сВасилием Ассоновым, податным инспектором, человеком образованным, прогрессивным, разносторонним, увлекающимся математикой, механикой и живописью. Прочитав первую часть книги Циолковского «Аэростат металлический управляемый», Ассонов использовал своё влияние для организации подписки на вторую часть этой работы. Это позволило собрать недостающие средства для её издания. С 1899 года вёл уроки физики в епархиальном женском училище, расформированном после Октябрьской революции. В Калуге Циолковский написал свои главные труды по космонавтике, теории реактивного движения, космической биологии и медицине. Также им была продолжена работа над теорией металлического дирижабля.

После завершения преподавания, в 1921 году, Циолковскому была назначена персональная пожизненная пенсия. С этого момента и до самой своей смерти Циолковский занимался исключительно своими исследованиями, распространением своих идей, реализацией проектов.

2.6. Основы теории реактивного движения

Теорией движения реактивных аппаратов Циолковский систематически занимался с 1896 года (мысли об использовании ракетного принципа в космосе высказывались Циолковским ещё в1883году, но строгая теория реактивного движения изложена им позднее). В 1903г. в журнале «Научное обозрение» была напечатана статья К.Э.Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами» [8], в которой он, опираясь на простейшие законы теоретической механики (закон сохранения количества движения и закон независимости действия сил), разработал основы теории реактивного движения и провёл теоретическое исследование прямолинейных движений ракеты, обосновав возможность применения реактивных аппаратов для межпланетных сообщений.

2.7. Ракетодинамика

В1903 годуК.Э.Циолковский опубликовал статью«Исследование мировых пространств реактивными приборами» [8], где впервые доказал, что аппаратом, способным совершить космический полёт, является ракета. В статье был предложен и первый проектракеты дальнего действия. Корпус её представлял собой продолговатую металлическую камеру, снабжённуюжидкостным реактивным двигателем; в качестве горючего и окислителя он предлагал использовать соответственно жидкийводородикислород. Для управления полётом ракеты предусматривалисьгазовые рули.

Циолковский выдвинул идею использования для космических полётов, изобретённых ещё в XVI векесоставных ракет и предложил два типа таких ракет. Своими расчётами он обосновал наиболее выгодное распределение масс ракет, входящих в «поезд». В ряде его работ (1896г., 1911г., 1914г.) была детально разработана строгая математическая теория движения одноступенчатых и многоступенчатых ракет с жидкостными реактивными двигателям.

При Советской власти условия жизни и работы Циолковского радикально изменились. Циолковскому была назначена персональная пенсия и обеспечена возможность плодотворной деятельности. Его труды в значительной степени способствовали развитию ракетной и космической техники в СССР и других странах.

В1926—1929 годыЦиолковский 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 неё газов и от того, во сколько раз вес топлива превышает вес пустой ракеты.

Циолковский выдвинул ряд идей, которые нашли применение в ракетостроении. Им предложены: газовые рули из графита; использование компонентов топлива для охлаждения внешней оболочки космического аппарата, стенок камеры сгорания и сопла; насосная система подачи компонентов топлива и др. В области ракетных топлив Циолковский исследовал большое число различных окислителей и горючих; рекомендовал топливные пары: жидкие кислород с водородом, кислород с углеводородами.

Константин Эдуардович Циолковский скончался отрака желудка19 сентября 1935 года, на 79-м году жизни, в Калуге.

2.8. Награды Циолковского и увековечение его памяти.

Константин Эдуардович Циолковский был награжден:

- Орден Святого Станислава 3-й степени. За добросовестный труд представлен к награде в мае 1906 года, выдана в августе.

- Орден Святой Анны 3-й степени. Награждён в мае 1911 года за добросовестный труд, по ходатайству совета Калужского епархиального женского училища.

- За особые заслуги в области изобретений, имеющих огромное значение для экономической мощи и обороны СССР Циолковский в 1932 году награждён орденом Трудового Красного Знамени. Награждение приурочено к празднованию 75-летия ученого.

Увековечивание памяти К.Э. Циолковского

- Накануне 100-летия со дня рождения Циолковского в 1954 АН СССР учредила золотую медаль им. К. Э. Циолковского «3а выдающиеся работы в области межпланетных сообщений».

- В Калуге и Москве сооружены памятники учёному; создан мемориальный дом-музей в Калуге, дом-музей в Боровске и дом-музей в Кирове (бывшая Вятка); его имя носят Государственный музей истории космонавтики и педагогический институт (ныне Калужский Государственный Педагогический университет), школа в Калуге, Московский авиационно-технологический институт.

- Именем Циолковского назван кратер на Луне и малая планета 1590 Tsiolkovskaja.

- В Москве, Санкт-Петербурге, Липецке, Тюмени, Кирове, а также во множестве других населённых пунктов есть улицы его имени.

- В Калуге, начиная с 1966 года, проводятся Научные Чтения памяти К. Э. Циолковского.

- В 1991 году учреждена Академии космонавтики им. К. Э. Циолковского. 16 июня 1999 года Академии присвоено наименовании «Российская».

- В год 150-летия со дня рождения К. Э. Циолковского грузовому кораблю «Прогресс М-61» было присвоено имя «Константин Циолковский», на головном обтекателе был помещён портрет ученого. Запуск состоялся 2 августа 2007 года.

- В феврале 2008 года К. Э. Циолковскому присуждена общественная награда медаль «Символ Науки», «за создание истока всех проектов освоения человеком новых пространств в Космосе».

III. Заключение:

В заключение своей работы я хочу сделать следующие выводы:

- я познакомился с биографией великого ученого Константина Эдуардовича Циолковского;

- я дал краткий анализ первых научных трудов ученого, которые показывают высокий вклад Константина Эдуардовича Циолковского в развитие космонавтики.

12 апреля 1961 года начало сбываться его гениальное пророчество: «Человечество не останется вечно жить на Земле, но в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе околосолнечное пространство» [12].

После своего полёта Ю. А. Гагарин не мог скрыть удивления: «В своей книге «Вне Земли» Циолковский очень ясно предвидел то, что мне пришлось самому увидеть в полёте. Циолковский, как никто, ясно представлял себе мир, который открывается человеку, поднявшемуся в космос» [4].

После первого шага в межпланетное пространство люди убедились: то, над чем работал всю жизнь Циолковский, не бесплодная мечта. Не фантастика, не сказка и даже не завтрашний, а уже сегодняшний день человечества.

Непрерывный рост нашей цивилизации, по прогнозам ученых, будет продолжаться и в ближайшие столетия неизбежно приведет к заселению землянами космического пространства. Сегодня они уже делают первые шаги по этому пути. Космические командировки становятся дольше земных. Космические идеи Циолковского были первыми попытками систематического изложения проблем, характерных для начала космической эры, о месте Разума в мировом целом, о его ответственности за Землю и Вселенную.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

Родители Константина Эдуардовича Циолковского

Картинки по запросу Эдуард Игнатьевич Циолковский

Эдуард Игнатьевич Циолковский(1820-1881)

Картинки по запросу мария ивановна юмашева

Мария Ивановна Юмашева(1832-1870)

Дом семьи Циолковских в с. Ижевское

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.

Константин Эдуардович Циолковский

Картинки по запросу константин циолковский в детстве

Костя Циолковский

Гимназист Циолковский

Константин Циолковский

Учитель математики Константин Эдуардович Циолковский

ПРИЛОЖЕНИЕ 3.

Семья Циолковских. 1902 г

Семья Циолковских

Дом Циолковских в Вятке

Картинки по запросу рязань садовая улица дом циолковского

Дом Циолковских в Рязани


Библиографическая ссылка

Разумный И.В. Константин Эдуардович Циолковский - теории космической творец // История родного края. – 2020. – № 4. – С. 28-28;
URL: https://historyland.ru/ru/article/view?id=266 (дата обращения: 05.08.2021).