موضوع مقاله: کنستانتین تسیولکوفسکی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # کنستانتین تسیولکوفسکی | مقدمه: وی در کنار رابرت گُدارد آمریکایی و هرمان اوبرت آلمانی، یکی از سه بنیان‌گذار دانش موشک و فضانوردی به‌شمار می‌رود. | ## بخش 1: کنستانتین تسیولکوفسکی | او بدون اطلاع از کارهای دو دانشمند دیگر، مبانی نظری حرکت موشک و سفر در فضا را تدوین کرد و معادلهٔ اصلی حرکت موشک را که به «معادلهٔ تسیولکوفسکی» معروف است به دست آورد. ایده‌های مهم دیگری همچون استفاده از سوخت مایع برای موشک‌ها، موشک‌های چند مرحله‌ای، قرار دادن ماهواره در مدار، ساخت ایستگاه فضایی و فرستادن انسان به فضا، نخستین بار توسط تسیولکوفسکی مطرح شدند. وی در نه سالگی به بیماری مخملک (تب سرخ) مبتلا شد و شنوایی خود را برای همیشه از دست داد. به همین دلیل از ادامه تحصیل در مدرسه بازماند و از آن به بعد تحصیلاتش را به صورت خودآموز در خانه ادامه داد. وی سه سال در کتابخانه‌ای در موسکو به مطالعه پرداخت و به موضوعات مربوط به سفر بین سیاره‌ای علاقه‌مند شد. در همین دوران تحقیقاتی دربارهٔ نظریهٔ جنبشی گازها و اندازه‌گیری سرعت نور انجام داد. شیمیدان معروف دمیتری مندلیف که از اعضای انجمن بود، نامه‌ای در جواب تسیولکوفسکی نوشت و به او اطلاع داد که این مسئله‌ها حدود بیست سال قبل حل شده‌اند. سپس بدون شرکت در کلاس‌ها، در ۱۸۸۰ در آزمون معلمی قبول شد و یک سال بعد برای تدریس به شهر «بوروفسک» (borovsk) در ۹۶ کیلومتری جنوب غربی مسکو رفت. وی با مندلیف در انجمن شیمی و فیزیک ارتباط داشت و برخی مقالاتش در زمینهٔ هوانوردی در نشریات مختلف چاپ شده بود و توجه بعضی از دانشمندان و علاقه‌مندان را جلب کرده بود. تسیولکوفسکی با استفاده از همین کمک‌ها نخستین تونل باد روسیه را ساخت و با استفاده از آن مشغول آزمایش و تحقیق شد. پسرش در ۱۹۰۲ خودکشی کرد و در حادثه سیل ۱۹۰۸ بسیاری از دست‌نوشته‌هایش از بین رفت. در ۱۸۹۸ نتایج تحقیقاتش را در قالب یک رساله سنگین علمی برای نشریه ای به نام «مطالعات علمی» فرستاد. آن‌ها در مورد ارزش علمی این رساله تردید داشتند و آن را پنج سال بعد در ۱۹۰۳ منتشر کردند. از آنجا که این رساله فقط به زبان روسی نوشته شده بود، در خارج از روسیه نیز کسی از آن مطلع نشد. او در این باره می‌نویسد: «برای من مشکل بود که سال‌ها به تنهایی کار کنم بی آن که حتی امکان امید یا کمکی باشد.» سپس جنگ جهانی اول و پس از آن انقلاب روسیه رخ داد. پس از جنگ جهانی اول، به لطف کارهای دانشمندانی مانند هرمان اوبرت در آلمان و رابرت گُدارد در ایالات متحده آمریکا، دانش و فناوری موشک‌ها شروع به پیشرفت و توسعه کرد و همین فعالیت‌ها باعث شد توجه دولت شوروی به موضوع موشک و سفر در فضا جلب شود. دولت در سال ۱۹۲۱ برای تسیولکوفسکی یک مستمری دائمی برقرار کرد تا او بتواند تمام وقتش را به پژوهش‌های علمی اختصاص بدهد. | ## بخش 2: کنستانتین تسیولکوفسکی | رساله‌ها و مقالات قبلی او نیز مجدداً چاپ شدند و برای او شهرت زیادی به ارمغان آوردند. در سال ۱۹۳۲ جشن تولد هفتاد و پنج سالگی او با شکوه برگزار شد و نشریه‌های شوروی به معرفی او و کارهایش پرداختند. او یک کشتی هوایی تمام‌فلزی با بدنهٔ چین‌دار طراحی کرد که حجم آن قابل تغییر بود و از موتور برای هدایت آن استفاده می‌شد. در مقالهٔ «دربارهٔ پرواز با بال» که در ۱۸۹۰ منتشر شد، اندازهٔ نیروهای وارد بر یک صفحهٔ متحرک را بررسی کرد. او در این مقاله برای اولین بار کوشید اثر طول صفحهٔ متحرک بر نیروهای آیرودینامیکی را به‌طور کمی ارزیابی کند. بخشی از این پژوهش در ۱۸۹۱ با عنوان «فشار سیّال بر صفحه‌ای که به‌طور یکنواخت در آن حرکت می‌کند» به چاپ رسید. سه سال بعد، مقالهٔ «هواپیما یا ماشین پرواز پرنده‌مانند» را در نشریه‌ای به نام «علم و زندگی» منتشر کرد. در این اثر طرحی برای هواپیمایی با بدنهٔ فلزی، مانند هواپیماهای امروزی پیشنهاد کرد. او در حین کار بر روی این طرح‌ها، متوجه شد که برای به دست آوردن داده‌های دقیق، نیاز به انجام آزمایش‌هایی درون تونل باد دارد. از این رو در ۱۸۹۷ اولین تونل باد تاریخ هوانوردی روسیه را ساخت و در آن به آزمایش پرداخت. پس از آن توجه تسیولکوفسکی به دانش فضانوردی جلب شد و شروع به تحقیق در این زمینه کرد. وی نظریهٔ پرواز هواپیماهای جت را تدوین کرد و مقاله‌های متعددی در این باره منتشر کرد. او همچنین ایدهٔ وسیله نقلیه‌ای که روی بالشتکی از هوا حرکت می‌کند را پروراند و در مقاله‌های «مقاومت هوا و قطار تندرو» (۱۹۲۷) و «شرایط کلی برای حمل و نقل» (۱۹۳۴) این ایده را بسط داد. او در مقالهٔ «فضای آزاد» (۱۸۸۳) پدیدهایی را بررسی کرد که در محیط‌های فاقد گرانش صورت می‌گیرند. در این مقاله برای نخستین بار امکان پرواز در خلأ با استفاده از اصل کنش و واکنش را بررسی کرد و بر پایهٔ آن طرحی ساده برای پیشرانش سفینه‌های فضایی با استفاده از موشک ارائه کرد. وی به بررسی مسائل متعددی دربارهٔ شرایط لازم برای زندگی گیاهان و جانوران در فضا نیز پرداخت. تسیولکوفسکی در ۱۸۹۵ در مقاله «گمانه‌هایی در باب زمین، آسمان و وستا» ایدهٔ آسانسور فضایی را مطرح کرد. | ## بخش 3: کنستانتین تسیولکوفسکی | طرح او متکی بر کابلی بود که از یک فضاپیما تا سطح زمین کشیده شده بود و به وسیلهٔ آن می‌شد بدون استفاده از موشک به مدار زمین رفت. او در ۱۸۹۶ بررسی امکان سفر میان‌سیاره‌ای به وسیلهٔ موشک را شروع کرد و فرمول معروف خود موسوم به «معادلهٔ تسیولکوفسکی» را برای حرکت موشک به دست آورد. سپس در ۱۹۰۳ رسالهٔ مهم خود به نام «بررسی فضای جو با استفاده از دستگاه‌های واکنشی» را نوشت و در آن به نظریه‌پردازی دربارهٔ حرکت موشک پرداخت و فرمول‌های اساسی پرواز را به دست آورد و امکان سفر به خارج از جو به وسیلهٔ موشک را ثابت کرد. یک از مهم‌ترین ابداعات او در این مقاله پیشنهاد استفاده از سوخت مایع برای موشک‌ها بود. وی نشان داد که سوخت‌های مایع از سوخت‌های جامدی مثل باروت کارامدتر هستند و طبق محاسبات او اکسیژن مایع و هیدروژن مایع بهترین ترکیب برای سوخت موشک بود. برای هدایت و تغییر جهت موشک در خلأ، پیشران‌های گازی را پیشنهاد کرد و ضریب عملکرد واقعی موشک را به دست آورد. او در یک داستان علمی–تخیلی با عنوان «خارج از کره زمین»، به تشریح یک ایستگاه فضایی پرداخت که به دور خود می‌چرخد و برای ساکنانش جاذبهٔ مصنوعی ایجاد می‌کند. او با کار بر روی مهندسی موشک به جزییاتی مانند استفاده از بخشی از سوخت برای خنک کردن محفظهٔ احتراق و استفاده از مواد دیرگداز نیز پرداخت. وی در دهه ۱۹۲۰ نظریه موشک‌های چند مرحله‌ای را مطرح کرد و در ۱۹۳۵، پیشنهاد خوشه‌ای شدن موشک‌ها برای رسیدن به سرعت‌های بالا را ارائه داد. طبق این قانون برای هر نیرویی که بر یک جسم معین وارد می‌شود، نیروی دیگری به همان مقدار اما در جهت مخالف به جرم دیگری اثر می‌کند. تسیولکوفسکی در واقع ایدهٔ وسیلهٔ نقلیه‌ای را در ذهن پروراند که جرم واکنشی خود را هم حمل می‌کند. طرز کار موشک اینچنین است که از یک انتهای آن مدام مواد خروجی به بیرون رانده می‌شود و در نتیجه خودش در جهت مخالف حرکت می‌کند. بدون در نظر گرفتن نیروهای خارجی، در نتیجهٔ خروج مقدار معینی سوخت از موشک، سرعت آن به صورت زیر تغییر می‌کند: این همان معادلهٔ تسیولکوفسکی است. مثلاً با وجود جاذبهٔ زمین جملهٔ زیر نیز به معادله اضافه می‌شود: معادلهٔ تسیولوفسکی بین سرعت موشک در یک لحظهٔ معین، سرعت خروج گازهای حاصل از احتراق نسبت به موشک، جرم موشک و جرم سوخت، یک رابطه ریاضی دقیق برقرار می‌کند.ریگدن و دیگران، دانشنامه فیزیک، ج۲، ۸۷۰ نقل‌قول‌ها این جملهٔ معروف از تسیولکوفسکی است که: «زمین گهوارهٔ انسان است، اما هیچ‌کس تا ابد در گهواره نمی‌ماند.» علاقهٔ او به سفر به فضا تحت تأثیر نویسندگانی مانند ژول ورن بود. احتمالاً اولین بذرهای این فکر توسط آن نویسندهٔ بی نظیر و کبیر، ژول ورن کاشته شدند. او افکار مرا به راه‌های خاصی کشاند و سپس میلی و هوسی از راه رسید و پس از آن نوبت کار ذهن بود».اسنگ، مسابقهٔ فضایی، ۸ تسیولکوفسکی دربارهٔ ارزش کارهای علمی خود گفته: «انگیزهٔ اصلی زندگی من پیش بردن بشریت، ولو اندکی، بوده‌است؛ و دقیقاً به همین دلیل است که به چیزهایی علاقه‌مندم که هرگز نان و قدرت به دست نمی‌دهند. | ## جمع‌بندی | اما امیدوارم که شاید زحمات من بتواند به جامعه کوهی از نان و قدرت نامحدود بدهد.» دانشمند آلمانی هرمان اوبرت که خود از پیشروان دانش موشک و فضانوردی بود، در نامه‌ای به تسیولکوفسکی نوشت: «شما شعله را برافروخته‌اید و ما نمی‌گذاریم که خاموش شود.