Еще очень молодым человеком Циолковский начал размышлять о жизни в космическом пространстве, в среде без воздуха и тяжести. Он ясно понимал значение большой скорости для космического полета, но как достичь ее, в то время не представлял.

Жил он тогда в маленьком городишке Боровске Калужской губернии. Вставая чуть свет, Константин Эдуардович до ухода в училище успевал поработать над своими изобретениями и рукописями. В Боровске он начал писать работу под названием «Свободное пространство» — что-то вроде научного дневника, размышлений путешественника, побывавшего в космическом пространстве. «Каким мертвым, ужасным представляется это черное небо, блестящие звезды которого совершенно неподвижны, — писал молодой ученый. — Страшно в этой бездне, ничем не ограниченной и без родных предметов вокруг: нет под ногами Земли, нет и земного неба!»

Но как же передвигаться в пространстве, где не на что опереться, даже на воздух? Циолковский предлагает использовать для этого реактивный двигатель, точнее — пушку, мирную пушку, стреляющую шарами. После выстрела шар летит в одну сторону, а пушка вместе с космическим кораблем по закону механики движется в другую. Можно сделать и по-иному, рассуждал ученый, можно поставить на корабле баллон с газом. Струя газа заменит шары. Но это в космосе, в свободном пространстве. А как добраться туда? Ответа Циолковский не находил.

«Долго на ракету я смотрел, как все: с точки зрения увеселений и маленьких применений», — писал Константин Эдуардович. Не раз доводилось видеть ему праздничные фейерверки, любоваться гроздьями огней, вспыхивающими в темном, вечернем небе. Он восхищался: «Какая красота!» И ничего, кроме восхищения, не вызывали в нем полет и огни фейерверочных ракет. Конечно; Циолковский знал и то, что уже давно изобретены боевые пороховые ракеты. Но и они ничего ему не подсказывали.

Однажды, в 1896 году, в Калуге Константину Эдуардовичу попала в руки маленькая книжка с длинным, но очень точным, ученым названием — «Новый принцип воздухоплавания, исключающий атмосферу как опорную среду». Написал ее незнакомый ему петербургский изобретатель Александр Петрович Федоров. Прочитал ученый первые строки (обращение к читателям) и понял — столичному изобретателю тоже приходилось не сладко: бедность, насмешки, непонимание. Федоров просил поддержать его, кто чем может, писал, что даже простое сочувствие и добрые слова ему важны. Для этого он и выпустил свою работу. «Лишь худое дело боится света, — писал изобретатель, — а для хорошего — чем больше его, тем лучше».

О чем же говорилось в книжке? Федоров описывал изобретенный им летательный аппарат. Простенький рисунок пояснял, как аппарат устроен. Двигателями ему служили трубы, в один конец которых подавался сжатый газ. Из другого конца газ вырывался. Короче говоря, аппарат являлся самой настоящей ракетой.

Труб-двигателей было несколько. Одни, главные, поднимали машину. Другие толкали ее вперед. Третьи служили реактивными рулями. Для полетов в космос Федоров свой аппарат не предназначал, как и Николай Кибальчич, — лишь для передвижения над землей, в воздухе. Но Циолковский увидел в этом изобретении совсем, совсем другое. Вот он, ответ — ракета! Воздух ракете не нужен. Он даже помеха ей. Ракета может прекрасно лететь и в пустоте. Она способна развить колоссальную скорость. Вот что вынесет землян в межпланетное пространство! К Луне, Марсу, Венере!

Никаких расчетов в книжке не приводилось, и Циолковский взялся за вычисления, начал создавать науку о полете космической ракеты, теорию космонавтики. Вскоре он закончил знаменитый труд

«Исследование мировых пространств реактивными приборами» — самую главную свою работу. «Предлагаю реактивный прибор, — писал ученый, — то есть род ракеты, но ракеты грандиозной и особенным образом устроенной. Мысль не новая, но вычисления, относящиеся к ней, дают столь замечательные результаты, что умолчать о них было бы недопустимым».

Прошло еще пять лет, и эта замечательная работа была напечатана в петербургском журнале «Научное обозрение». А началось все с тоненькой книжки А. П. Федорова. Недаром сам Константин Эдуардович писал: «Она толкнула меня к серьезным работам, как упавшее яблоко к открытию Ньютоном тяготения».

Как же выглядела межпланетная ракета Циолковского? В виде огромнейшей капли. В передней части ее находилась кабина космонавтов, запасы воздуха, все необходимое для нормальной жизни. Позади кабины — баки с топливом, двигатель.

Ученый пришел к выводу, что порох для космической ракеты не подходит. Пороховая ракета не сможет развить нужной скорости. Необходимо жидкое топливо. При сгорании оно выделяет значительно больше энергии. И Циолковский предлагал в качестве топлива взять смесь жидкого водорода с жидким кислородом.

Топливо сгорает. Образуются газы, которые с большой скоростью вырываются из конического раструба, сопла, позади ракеты. Газы летят назад, ракета — в противоположном направлении, вперед. Газы толкают ракету.