在人類航天曆史上，有三位科學家的名字將被永遠銘記，他們是：蘇聯的康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基、美國的羅伯特·戈達德和德國的赫爾曼·奧伯特。齊奧爾科夫斯基是現代宇宙航行學的奠基人，被稱為航天之父。1911年8月12日，齊奧爾科夫斯基曾寫下了這樣一段名言：“地球是人類的搖籃，但人類不可能永遠被束縛在搖籃裡。它首先小心地探索大氣層的邊緣，然後將把控制和干預能力擴展到整個太陽系。”
齊奧爾科夫斯基最早的發明設計之一是特殊結構的飛艇，該設想盡管當時並未實現，卻使這位自學成才的科學家受到了科學界重量級人物的關注。該發明的獨特之處在於飛行器外殼的製造材料：用金屬材料取代塗膠的布質材料，可以避免危險的化學反應，還能根據其構造改變飛行器的形狀。通過計算和試驗，齊奧爾科夫斯基得出結論：只有金屬材料製造的飛行器才能不僅滿足舒適性和安全性的要求，而且更節省成本。齊奧爾科夫斯基不斷在此方向進行探索併發明出了早於飛機出現幾十年的設計——帶有厚厚的弧形機翼的全金屬單翼飛機，他稱之為“鳥狀（航空）飛行器”。
然而，讓這位科學家名垂青史的設想並非是在地球上飛行，而是飛往太空。在1883年以日記形式創作的作品《自由空間》中，齊奧爾科夫斯基化身為一名置身於不受阻力和吸引力限制的空間講解員。正是這部作品中首次提出了宇宙空間中反作用力是移動的唯一方法的理論。其隨後的作品《利用反作用儀器進行太空探索》用最簡單的力學定律對上述結論進行了論證。也是在這篇作品中，齊奧爾科夫斯基證實了火箭具有完成太空飛行的能力。
1857年9月17日生於俄國伊熱夫斯科耶鎮。齊奧爾科夫斯基童年的時候不幸得了猩紅熱，留下耳聾的後遺症。從此，他無法上學，甚至連小朋友們的遊戲也無法參加了。然而，他並不孤獨，他蹲在家裡，開動腦筋，給自己製作玩具。父母和親友見他小小年紀，用那一雙靈巧的手，製出許多精美的自動玩具，驚奇極了。他愛讀書愛學習，他在父親書房裡如飢似渴地閱讀著科技書籍。
也許任何一個偉大的人物，早期遭受的各種磨難都是他成為偉大人物的必備條件。康斯坦丁由於耳聾與外界斷絕了聯繫，卻從此走上了獨立思考、善於幻想的道路。在學習書本知識的同時，他通過各種方式對自己掌握的知識進行檢驗。有一次，他自己做了一個量角器，沒有出屋就測量出了與遠處的火警望臺的距離是284米。然後，他又步行進行校驗，結果完全正確，這使他對科學的信心倍增，他開始瞭解到理論知識對實踐生活的指導意義。
他從家鄉來到莫斯科。莫斯科有大圖書館，使他不再感到書籍的缺乏。整整3年時間，他在這裡自學了多門中學和大學課程，尤其是高等數學。他關於宇宙航行的思想似乎就是在這個時期產生的，這有他後來一篇自傳中的話為證：“宇宙空間交通的思想從沒有離開過我，並促使我研究高等數學。”自學生活是很艱苦的，他吃得很差，有時幾個月裡除了黑麵包和水以外什麼也沒有。
1877年秋，齊奧爾科夫斯基通過了鄉村中學教師資格考試。四個月後，他被任命為卡盧加省波羅夫縣一箇中學的數學教師。在波羅夫縣，他租了兩間房子住了下來，房東是一個寡婦，有一個女兒叫索科洛娃。齊奧爾科夫斯基自己搞了一個實驗室，一邊教書，一邊開始獨立的研究工作。後來他與索科洛娃結了婚。
1881年，齊奧爾科夫斯基對氣體理論進行了大量思考和研究，並完成了一篇論文，送交彼得堡的物理和化學學會。學會的科學家看到齊奧爾科夫斯基的論文後十分驚訝。因為論文的內容和結論完全正確，但這一問題早在二十多年前就已得到了圓滿解決。科學家們沒有把這個年輕人看作是騙子或剽竊者。他們認為：這位年輕學者可能與外界缺乏聯繫，並不知道他的"發現"已經問世多年了。著名科學家門捷列夫給齊奧爾科夫斯基寫了一封措辭謹慎的信，對他的工作和成績表示讚賞，還對他進行鼓勵，希望他將來取得更大成果。
1883年早春，他寫成了自己的第一篇論文，題為《自由空間》，其中首次提出宇宙飛船的運動必須利用噴氣原理。而他關於噴氣式發動機整套理論的論文《利用噴氣式器械探測宇宙空間》，闡述火箭飛行理論，論述了將火箭用於星際交通的可能性，首創液體燃料火箭的設想和原理圖，他說明了火箭在星際空間飛行和從地面起飛的條件。提出為實現飛往其他行星的設想，必須設置地球衛星式的中間站。
這是他一生中最重要的學術著作，其中通過計算證明了只有用多級火箭才能飛出地球，提出了用煤油和液態氧等液體燃料代替固體燃料作為火箭推進劑的設計思想，論證了火箭採取流線形的必要性，畫出了火箭結構示意圖，並且給出了成為宇宙航行基本公式的火箭速度公式。齊奧爾科夫斯基在人類宇航史的理論奠基人地位由此確定。
他撰寫了超過400件作品，包括大約90篇關於太空旅行和相關科目的出版物。 他的作品涉及火箭的設計、轉向推進器、多級增壓器、空間站、用於將太空船引入空間真空的氣閘，以及為空間殖民地提供食物和氧氣的閉合循環生物系統。他的成就也被歐美廣泛承認，德國航天先驅奧伯特曾在致齊奧爾科夫斯基的信中說：“您已經點燃了火炬，我們絕不會讓它熄滅。讓我們盡最大的努力，以實現人類最偉大的夢想。”
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