קונסטנטין ציולקובסקי
הישגים מדעיים

ציולקובסקי עצמו ציין כי הוא פיתח את תאוריית הטילים רק כתוספת למחקר הפילוסופי בנושא. הוא חיבר יותר מ-400 עבודות, שרובן כמעט אינן ידועות לקורא הכללי. במשך חייו הוא פרסם כ-90 עבודות על המסע בחלל ונושאים קרובים. בין עבודותיו תוכניות ושרטוטים לבניית רקטות עם מדחפי היגוי, מאיצים רב שלביים, תחנות חלל, מנעלי אוויר, מערכות מיחזור ביולוגי המיועדות לספק מזון וחמצן למושבות חלל וחליפות חלל בעלות לחץ אטמוספירי.
עבודתו המדעית הראשונה מתוארכת לשנים 1880–1881. הוא פרסם מאמר בשם "התאוריה של הגזים", בו הוא התווה את הבסיס לתאוריה הקינטית של הגזים, אך לאחר שהגיש אותה לאגודה הפיזיקלית-כימית הרוסית (RPCS), התבשר שתגליותיו כבר התרחשו לפני 25 שנה. ציולקובסקי לא אמר נואש בעקבות דחיית המאמר ופרסם מאמר נוסף בשם "המכניקה של האורגניזם החייתי". מאמר זה התקבל ביתר אהדה והוא התקבל לאגודה. עבודותיו המרכזיות של ציולקובסקי לאחר 1884 עסקו ב-4 תחומים מרכזיים: הרציונל המדעי מאחורי בניית בלון מכוסה מתכת (דיריג'בל או צפלין), מטוסי סילון ורכבות סילון, רחפות וטילים למסע בין-פלנטרי.
ב-1892 הועבר ללמד כמורה בעירו – קלוגה שם המשיך במחקרו. במשך אותה תקופה, החל לעבוד על בעיה שהחלה מעסיקה את מרבית זמנו במשך השנים הבאות – ניסיון לבנות ספינת אוויר כל-מתכתית (צפלין) שתוכל להתרחב ולהתכווץ בגודלה.
ציולקובסקי בנה את מעבדת האווירודינמיקה הראשונה ברוסיה בדירתו. ב-1897, הוא בנה את מנהרת הרוח הרוסית הראשונה עם חלל מבחן פתוח ופיתח את שיטת המחקר הנהוגה בה. ב-1900, בעזרת מענק מהאקדמיה למדעים, ערך מחקר כשהוא משתמש במודלים של הצורות הפשוטות ביותר ובדק את מקדמי הגרר של ספרות, צלחות שטוחות, צילינדרים, חרוטים וגופים אחרים. עבודתו של ציולקובסקי בתחום האירודינמיקה שימשה כמקור לרעיונות עבור המדען הרוסי ניקולאי זוקובסקי, אבי האירודינמיקה וההידרודינמיקה המודרניים. ציולקובסקי תיאר את זרימת האוויר מסביב לגופים בעלי צורות גאומטריות שונות, אך מאחר שה-RPCS לא סיפק כל תמיכה פיננסית לפרויקט הוא מימן את מרביתו מכיסו הפרטי.
ציולקובסקי חקר את המכניקה של מכונות מעופפות מונעות שכונו "דיריג'בלים" (המונח ספינת אוויר או "צפלין" טרם הומצא). ציולקובסקי היה הראשון שהציע כיצד ניתן לבנות את הדיריג'בל הכל-מתכתי ואף בנה דגם שלו. המאמר הראשון על ספינות אוויר נקרא "בלון מטאלי ניתן לשליטה" (1892), בו הוא ביסס את הרציונל הטכני והמדעי לעיצוב של ספינת אוויר עם כיסוי מתכתי. הרעיון של ציולקובסקי היה מתקדם לתקופתו והוא לא קיבל כל תמיכה או מענק מחקר לנסות ולממש את רעיונותיו. גם פנייה למטה האווירי הכללי של צבא רוסיה לא הביאה כל תוצאות.
ב-1892 הוא פנה לתחום החדש והבלתי נחקר עד אז של בניית כלי טיס כבד מהאוויר. הרעיון של ציולקובסקי היה לבנות מטוס עם מסגרת מתכתית. במאמרו משנת 1894 "כלי טיס או מכונה מעופפת דמוית ציפור" ישנם תיאורים ושרטוטים של מטוס חד-כנפי, שבמראהו ובאווירודינמיקה שלו חזה את העיצוב של המטוס שייבנה 15–18 שנה מאוחר יותר. במטוס זה לכנפיים היה עיצוב אווירודינמי של פרופיל עבה עם קצה קדמי מעוגל שהקנה להם כוח עילוי (כתוצאה מחוק ברנולי) ותרם ליציבות המטוס. אך העבודה על המטוס ועל ספינת האוויר שתכנן, לא קיבלה הכרה על ידי הנציגים הרשמיים של המדע הרוסי, ומחקריו העתידיים של ציולקובסקי לא זכו לתמיכה מורלית או כספית. בקונגרס השנתי של אסטרונאוטיקה שהתקיים בסנקט פטרבורג ב-1914, הציג את הדגמים הכל-מתכתיים של ספינות האוויר שפיתח אך זכה בתגובות צוננות.
לנוכח אכזבתו הרבה מתוצאות הקונגרס, ויתר ציולקובסקי על העיסוק בחקר החלל ובאסטרונאוטיקה ועם פרוץ מלחמת העולם הראשונה הפנה מרצו לעיסוק בבעיות העוני הגובר עם הימשכות המלחמה. נושא זה העסיק את מירב זמנו עד פרוץ המהפכה הרוסית ב-1917.