Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky ( ruso : Константи́н Эдуа́рдович Циолко́вский ; polaco : Konstanty Ciołkowski ; 17 de septiembre [ OS 5 de septiembre] 1857 - 19 de septiembre de 1935) fue un científico espacial ruso y soviético que fue pionero en la astronáutica . Junto con Hermann Oberth y Robert H. Goddard , es uno de los pioneros de los vuelos espaciales y el padre fundador de la cohetería y la astronáutica modernas . [2] [3] [4] Sus obras inspiraron más tarde a Wernher von Braun y a los principales ingenieros de cohetes soviéticos Sergei Korolev y Valentin Glushko , quienes contribuyeron al éxito del programa espacial soviético .
Tsiolkovsky pasó la mayor parte de su vida en una casa de troncos en las afueras de Kaluga , a unos 200 kilómetros (120 millas) al suroeste de Moscú. Un recluso por naturaleza, sus hábitos inusuales lo hacían parecer extraño a sus conciudadanos. [5]
Tsiolkovsky nació en Izhevskoye (ahora en el distrito de Spassky, óblast de Riazán ), en el Imperio ruso , en una familia de clase media. Su padre, Makary Edward Erazm Ciołkowski, era un forestal polaco de fe católica que se mudó a Rusia; [6] su madre ortodoxa rusa, María Ivanovna Yumasheva, era de origen mixto tártaro del Volga y ruso . [7] [8] Su padre fue sucesivamente forestal, maestro y funcionario gubernamental menor. A la edad de 10 años, Konstantin contrajo escarlatina y perdió la audición. [9] Cuando tenía 13 años, su madre murió. [10] No fue admitido en las escuelas primarias debido a su problema de audición, por lo que fue autodidacta. [10] Como un niño solitario educado en casa, pasó gran parte de su tiempo leyendo libros y se interesó por las matemáticas y la física. Siendo adolescente empezó a contemplar la posibilidad de realizar viajes espaciales. [1]
Tsiolkovsky pasó tres años asistiendo a una biblioteca de Moscú , [11] [12] donde trabajaba el defensor del cosmismo ruso Nikolai Fyodorov . Más tarde llegó a creer que colonizar el espacio conduciría a la perfección de la especie humana, a la inmortalidad y a una existencia sin preocupaciones. [12]
Además, inspirado en la ficción de Julio Verne , Tsiolkovsky teorizó muchos aspectos de los viajes espaciales y la propulsión de cohetes . Se le considera el padre de los vuelos espaciales y la primera persona en concebir el ascensor espacial , inspirándose en 1895 en la recién construida Torre Eiffel en París.
A pesar del creciente conocimiento de la física del joven, a su padre le preocupaba que no pudiera mantenerse económicamente como adulto y lo trajo de regreso a casa a la edad de 19 años después de enterarse de que estaba trabajando demasiado y pasando hambre. Posteriormente, Tsiolkovsky aprobó el examen de profesor y se fue a trabajar a una escuela en Borovsk , cerca de Moscú. También conoció y se casó con su esposa Varvara Sokolova durante este tiempo. A pesar de estar atrapado en Kaluga , una pequeña ciudad alejada de los principales centros de aprendizaje, Tsiolkovsky logró hacer descubrimientos científicos por su cuenta.
Las dos primeras décadas del siglo XX estuvieron marcadas por tragedias personales. El hijo de Tsiolkovsky, Ignaty, se suicidó en 1902 y en 1908 muchos de sus documentos acumulados se perdieron en una inundación. En 1911, su hija Lyubov fue arrestada por participar en actividades revolucionarias.
Tsiolkovsky afirmó que desarrolló la teoría de los cohetes sólo como complemento a la investigación filosófica sobre el tema. [13] Escribió más de 400 obras, incluidas aproximadamente 90 piezas publicadas sobre viajes espaciales y temas relacionados. [14] Entre sus trabajos se encuentran diseños para cohetes con propulsores de dirección, propulsores multietapa, estaciones espaciales , esclusas de aire para salir de una nave espacial al vacío del espacio y sistemas biológicos de ciclo cerrado para proporcionar alimento y oxígeno a las colonias espaciales .
El primer estudio científico de Tsiolkovsky se remonta a 1880-1881. Escribió un artículo llamado "Teoría de los gases", en el que esbozaba las bases de la teoría cinética de los gases, pero después de presentarlo a la Sociedad Rusa de Física y Química (RPCS), se le informó que sus descubrimientos ya se habían realizado 25 años antes. Impávido, siguió adelante con su segundo trabajo, "La mecánica del organismo animal". Recibió comentarios favorables y Tsiolkovsky fue nombrado miembro de la Sociedad. Las principales obras de Tsiolkovsky después de 1884 abordaron cuatro áreas principales: la justificación científica del globo (dirigible) totalmente metálico, aviones y trenes aerodinámicos, aerodeslizadores y cohetes para viajes interplanetarios.
En 1892 fue trasladado a un nuevo puesto docente en Kaluga, donde continuó experimentando. Durante este período, Tsiolkovsky comenzó a trabajar en un problema que ocuparía gran parte de su tiempo durante los años siguientes: un intento de construir un dirigible totalmente metálico que pudiera ampliarse o reducirse en tamaño.
Tsiolkovsky desarrolló en su apartamento el primer laboratorio de aerodinámica de Rusia. En 1897 construyó el primer túnel de viento ruso con una sección de prueba abierta y desarrolló un método de experimentación utilizándolo. En 1900, con una beca de la Academia de Ciencias, realizó un estudio utilizando modelos de las formas más simples y determinó los coeficientes de arrastre de esferas, placas planas, cilindros, conos y otros cuerpos. El trabajo de Tsiolkovsky en el campo de la aerodinámica fue una fuente de ideas para el científico ruso Nikolay Zhukovsky , padre de la aerodinámica y la hidrodinámica modernas. Tsiolkovsky describió el flujo de aire alrededor de cuerpos de diferentes formas geométricas, pero como el RPCS no proporcionó ningún apoyo financiero para este proyecto, se vio obligado a pagarlo en gran medida de su propio bolsillo.
Tsiolkovsky estudió la mecánica de máquinas voladoras más ligeras que el aire. Primero propuso la idea de un dirigible totalmente metálico y construyó un modelo del mismo. La primera obra impresa sobre el dirigible fue "Un globo metálico controlable" (1892), en la que dio los fundamentos científicos y técnicos para el diseño de un dirigible con una funda metálica. Tsiolkovsky no recibió apoyo para el proyecto del dirigible y al autor se le negó una subvención para construir el modelo. Tampoco tuvo éxito un llamamiento al Estado Mayor General de Aviación del ejército ruso. En 1892, se dedicó al nuevo e inexplorado campo de los aviones más pesados que el aire. La idea de Tsiolkovsky era construir un avión con estructura de metal. En el artículo "Un avión o una máquina voladora parecida a un pájaro" (1894) se encuentran descripciones y dibujos de un monoplano, que en su apariencia y aerodinámica anticipó el diseño de los aviones que se construirían entre 15 y 18 años después. En un Avión de Aviación, las alas tienen un perfil grueso con el borde frontal redondeado y el fuselaje está carenado . Pero el trabajo en el avión, así como en el dirigible, no recibió el reconocimiento de los representantes oficiales de la ciencia rusa, y las investigaciones posteriores de Tsiolkovsky no tuvieron apoyo monetario ni moral. En 1914, exhibió sus modelos de dirigibles totalmente metálicos en el Congreso de Aeronáutica de San Petersburgo, pero obtuvo una tibia respuesta.
Decepcionado por esto, Tsiolkovsky renunció a los problemas espaciales y aeronáuticos con el inicio de la Primera Guerra Mundial y, en cambio, centró su atención en el problema de aliviar la pobreza. Esto ocupó su tiempo durante los años de la guerra hasta la Revolución Rusa de 1917.
A partir de 1896, Tsiolkovsky estudió sistemáticamente la teoría del movimiento de los aparatos cohete. Ya en 1883 expresó sus ideas sobre el uso del principio del cohete en el cosmos, y en 1896 desarrolló una teoría rigurosa de la propulsión de cohetes. Tsiolkovsky derivó la fórmula, a la que llamó "fórmula de la aviación", ahora conocida como Ecuación del cohete Tsiolkovsky , estableciendo la relación entre:
Después de escribir esta ecuación, Tsiolkovsky registró la fecha: 10 de mayo de 1897. Ese mismo año, se publicó la fórmula para el movimiento de un cuerpo de masa variable en la tesis del matemático ruso IV Meshchersky ("Dinámica de un punto de masa variable"). Misa", IV Meshchersky, San Petersburgo, 1897).
Su obra más importante, publicada en mayo de 1903, fue Exploración del espacio exterior mediante dispositivos de cohetes (en ruso: Исследование мировых пространств реактивными приборами ). [15] Tsiolkovsky calculó, utilizando la ecuación de Tsiolkovsky , [16] : 1 que la velocidad horizontal requerida para una órbita mínima alrededor de la Tierra es de 8.000 m/s (5 millas por segundo) y que esto podría lograrse mediante un sistema multietapa. Cohete impulsado por oxígeno líquido e hidrógeno líquido . En el artículo "Exploración del espacio exterior mediante cohetes" se sugirió por primera vez que un cohete podría realizar vuelos espaciales. En este artículo y sus secuelas (1911 y 1914), desarrolló algunas ideas sobre misiles y consideró el uso de motores de cohetes líquidos.
La apariencia exterior del diseño de la nave espacial de Tsiolkovsky, publicado en 1903, fue la base para el diseño de naves espaciales modernas. [17] El diseño tenía un casco dividido en tres secciones principales. [18] El piloto y el copiloto estaban en la primera sección, la segunda y tercera secciones contenían el oxígeno líquido y el hidrógeno líquido necesarios para alimentar la nave espacial. [19]
Sin embargo, el resultado de la primera publicación no fue el que esperaba Tsiolkovsky. Ningún científico extranjero apreció su investigación, que hoy es una disciplina científica importante. En 1911 publicó la segunda parte de su obra "Exploración del espacio exterior mediante cohetes". Aquí Tsiolkovsky evaluó el trabajo necesario para vencer la fuerza de gravedad, determinó la velocidad necesaria para impulsar el dispositivo al sistema solar ("velocidad de escape") y examinó el cálculo del tiempo de vuelo. La publicación de este artículo causó sensación en el mundo científico y Tsiolkovsky encontró muchos amigos entre sus colegas científicos.
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En 1926-1929, Tsiolkovsky resolvió el problema práctico relativo al papel que desempeñaba el combustible para cohetes a la hora de alcanzar la velocidad de escape y abandonar la Tierra. Demostró que la velocidad final del cohete depende de la velocidad del gas que fluye de él y de cómo se relaciona el peso del combustible con el peso del cohete vacío.
Tsiolkovsky concibió una serie de ideas que luego se utilizaron en los cohetes. Incluyen: timones de gas (grafito) para controlar el vuelo de un cohete y cambiar la trayectoria de su centro de masa, el uso de componentes del combustible para enfriar la capa exterior de la nave espacial (durante el reingreso a la Tierra) y las paredes de la cámara de combustión y la boquilla, un sistema de bomba para alimentar los componentes del combustible, la trayectoria óptima de descenso de la nave espacial al regresar del espacio, etc. [ cita necesaria ] En el campo de los propulsores de cohetes, Tsiolkovsky estudió una gran cantidad de oxidantes y combustibles diferentes combustibles y maridajes específicos recomendados: oxígeno líquido e hidrógeno, y oxígeno con hidrocarburos. Tsiolkovsky hizo un trabajo muy fructífero en la creación de la teoría de los aviones a reacción e inventó su diagrama del motor de turbina de gas. [ se necesita aclaración ] En 1927, publicó la teoría y el diseño de un tren sobre un colchón de aire. Primero propuso un chasis de "parte inferior del cuerpo retráctil". [ se necesita aclaración ] Sin embargo, los vuelos espaciales y el dirigible fueron los principales problemas a los que dedicó su vida. Tsiolkovsky había estado desarrollando la idea del aerodeslizador desde 1921, publicando un artículo fundamental al respecto en 1927, titulado "La resistencia del aire y el tren expreso" (ruso: Сопротивление воздуха и скорый по́езд ). [20] [21] En 1929, Tsiolkovsky propuso la construcción de cohetes de múltiples etapas en su libro Space Rocket Trains (ruso: Космические ракетные поезда ).
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Tsiolkovsky defendió la idea de la diversidad de vida en el universo y fue el primer teórico y defensor de los vuelos espaciales tripulados .
Tsiolkovsky nunca construyó un cohete; aparentemente no esperaba que muchas de sus teorías se implementaran alguna vez.
Los problemas de audición no impidieron que el científico tuviera un buen conocimiento de la música, como se describe en su obra "El origen de la música y su esencia".
Tsiolkovsky apoyó la revolución bolchevique y, deseoso de promover la ciencia y la tecnología, el nuevo gobierno soviético lo eligió miembro de la Academia Socialista en 1918. [16] : 1–2, 8
El camino de Tsiolkovsky a través de los cataclismos políticos y sociales de la Rusia revolucionaria no estuvo tan libre de problemas como lo retrataban las historias oficiales soviéticas. Según Galina Sergeeva, subdirectora de investigación científica del Museo Estatal de Historia de la Cosmonáutica : "Como cualquier persona que creció en un mundo totalmente diferente, tenía problemas para comprender lo que estaba sucediendo. Por un lado, el Obviamente apoyaba los objetivos declarados por la Revolución (la felicidad y el bienestar del pueblo, la reconstrucción del mundo para mejor), pero, por otra parte, sufrió casi inmediatamente [después de la Revolución]: ChK [el partido bolchevique] la notoria policía secreta] lo arrestó, lo llevó a Moscú y lo encarceló". Según Sergeeva, Tsiolkovsky fue acusado de escribir antisoviético y encarcelado en la infame prisión de Lubyanka durante varias semanas antes de que un funcionario de alto rango lo liberara. [22]
Trabajó como profesor de matemáticas en una escuela secundaria hasta jubilarse en 1920 a la edad de 63 años. En 1921 recibió una pensión vitalicia. [16] : 1–2, 8
Al final de su vida, Tsiolkovsky fue honrado por su trabajo pionero. Sin embargo, a partir de mediados de la década de 1920 se reconoció la importancia de sus otros trabajos, fue honrado por ello y el Estado soviético proporcionó apoyo financiero para su investigación. Inicialmente fue popularizado en la Rusia soviética en 1931-1932 principalmente por dos escritores: [23] Yakov Perelman y Nikolai Rynin . Tsiolkovsky murió en Kaluga el 19 de septiembre de 1935 tras ser sometido a una operación de cáncer de estómago . Legó la obra de su vida al Estado soviético. [12]
Tsiolkovsky influyó en científicos espaciales posteriores de toda Europa, como Wernher von Braun . Los equipos de búsqueda soviéticos en Peenemünde encontraron una traducción al alemán de un libro de Tsiolkovsky del cual "casi todas las páginas... estaban adornadas con comentarios y notas de von Braun". [16] : 27 El destacado diseñador de motores de cohetes soviético Valentin Glushko y el diseñador de cohetes Sergey Korolev estudiaron las obras de Tsiolkovsky cuando eran jóvenes, [16] : 6–7, 333 y ambos intentaron convertir las teorías de Tsiolkovsky en realidad. [16] : 3, 166, 182, 187, 205–206, 208 En particular, Korolev vio viajar a Marte como la prioridad más importante, [16] : 208, 333, 337 hasta que en 1964 decidió competir con el estadounidense. Proyecto Apolo para la Luna. [16] : 404
En 1989, Tsiolkovsky fue incluido en el Salón de la Fama Internacional del Aire y el Espacio en el Museo del Aire y el Espacio de San Diego . [24]
Tsiolkovsky escribió un libro llamado La voluntad del universo: la inteligencia desconocida en 1928 en el que proponía una filosofía del panpsiquismo . Creía que los humanos eventualmente colonizarían la Vía Láctea . Su pensamiento precedió a la era espacial en varias décadas, y parte de lo que previó en su imaginación se ha hecho realidad desde su muerte. Tsiolkovsky tampoco creía en la cosmología religiosa tradicional, sino que (y para disgusto de las autoridades soviéticas) creía en un ser cósmico que gobernaba a los humanos como "marionetas, marionetas mecánicas, máquinas, personajes de películas", [25] adhiriéndose así a una visión mecánica del universo, que creía que sería controlado en los milenios venideros mediante el poder de la ciencia y la industria humanas. En un breve artículo de 1933 formuló explícitamente lo que más tarde se conocería como la paradoja de Fermi . [26]
Escribió algunas obras sobre ética, defendiendo el utilitarismo negativo . [27]
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