Konstantin Tsiolkovski

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Científico ruso y soviético (1857-1935)

Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky (en ruso: Константи́н Эдуа́рдович Циолко́вский; 17 de septiembre [OS 5 de septiembre] 1857 - 19 de septiembre de 1935) fue un ruso y soviético científico espacial que fue pionero en la teoría astronáutica. Junto con el francés Robert Esnault-Pelterie, los alemanes Hermann Oberth y Fritz von Opel, y el estadounidense Robert H. Goddard, es uno de los padres fundadores de la astronáutica y los cohetes modernos. Más tarde, sus obras inspiraron 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 km (120 mi) al suroeste de Moscú. Un recluso por naturaleza, sus hábitos inusuales lo hacían parecer extraño para sus conciudadanos.

Primeros años

Tsiolkovsky nació en Izhevskoye (ahora en el distrito de Spassky, Óblast de Ryazan), en el Imperio Ruso, en una familia de clase media. Su padre, Makary Edward Erazm Ciołkowski, era un guardabosques polaco de fe católica romana que se mudó a Rusia; su madre ortodoxa rusa era de origen ruso y tártaro del Volga. Su padre fue sucesivamente guardabosques, maestro y funcionario gubernamental menor. A la edad de 10 años, Konstantin contrajo escarlatina y perdió la audición. Cuando tenía 13 años, su madre murió. No fue admitido en las escuelas primarias por su problema de audición, por lo que fue autodidacta. Como un niño solitario educado en casa, pasó gran parte de su tiempo leyendo libros y se interesó por las matemáticas y la física. Cuando era adolescente, comenzó a contemplar la posibilidad de viajar al espacio.

Tsiolkovsky pasó tres años asistiendo a una biblioteca de Moscú, donde trabajaba el defensor del cosmismo ruso Nikolai Fyodorov. Más tarde llegó a creer que la colonización del espacio conduciría a la perfección de la especie humana, con la inmortalidad y una existencia sin preocupaciones.

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 de París.

Konstantin Tsiolkovsky con sus dirigibles de acero en su jardín, 1913

A pesar del creciente conocimiento de la física del joven, a su padre le preocupaba que no pudiera mantenerse económicamente cuando fuera 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 maestro 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, un pequeño pueblo lejos de los principales centros de aprendizaje, Tsiolkovsky logró hacer descubrimientos científicos por su cuenta.

Las dos primeras décadas del siglo XX estuvieron marcadas por una tragedia personal. 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.

Logros científicos

Tsiolkovsky afirmó que desarrolló la teoría de los cohetes solo como complemento de la investigación filosófica sobre el tema. Escribió más de 400 obras, incluidas aproximadamente 90 piezas publicadas sobre viajes espaciales y temas relacionados. Entre sus trabajos se encuentran diseños de cohetes con propulsores de dirección, propulsores de varias etapas, estaciones espaciales, esclusas de aire para salir de una nave espacial al vacío del espacio y sistemas biológicos de ciclo cerrado para proporcionar alimentos 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 esbozó las bases de la teoría cinética de los gases, pero tras presentarla a la Sociedad Rusa de Físico-Química (RPCS), se le informó que sus descubrimientos ya se habían realizado 25 años antes. Sin desanimarse, siguió adelante con su segundo trabajo, "La mecánica del organismo animal". Recibió comentarios favorables y Tsiolkovsky se convirtió en miembro de la Sociedad. Los principales trabajos de Tsiolkovsky después de 1884 se ocuparon de cuatro áreas principales: la justificación científica del globo (dirigible) totalmente metálico, aviones y trenes aerodinámicos, aerodeslizadores y cohetes para viajes interplanetarios.

En 1892, fue transferido a un nuevo puesto de profesor en Kaluga donde continuó experimentando. Durante este período, Tsiolkovsky comenzó a trabajar en un problema que ocuparía gran parte de su tiempo durante los próximos años: un intento de construir un dirigible totalmente metálico que pudiera expandirse o encogerse de tamaño.

Tsiolkovsky desarrolló el primer laboratorio de aerodinámica en Rusia en su apartamento. En 1897, construyó el primer túnel de viento ruso con una sección de prueba abierta y desarrolló un método de experimentación usándolo. En 1900, con una beca de la Academia de Ciencias, hizo un levantamiento utilizando modelos de las formas más simples y determinó los coeficientes de arrastre de la esfera, 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, el padre de la aerodinámica y la hidrodinámica modernas. Tsiolkovsky describió el flujo de aire alrededor de cuerpos de diferentes formas geométricas, pero debido a que el RPCS no proporcionó ningún apoyo financiero para este proyecto, se vio obligado a pagarlo en gran parte de su propio bolsillo.

Tsiolkovsky estudió la mecánica de las máquinas voladoras más livianas que el aire. Primero propuso la idea de un dirigible totalmente metálico y construyó un modelo del mismo. El primer trabajo impreso sobre la aeronave fue "Un globo metálico controlable" (1892), en el que dio la justificación científica y técnica para el diseño de un dirigible con una cubierta de metal. Tsiolkovsky no recibió apoyo en el proyecto del dirigible y al autor se le negó una subvención para construir el modelo. Un llamamiento al Estado Mayor General de Aviación del ejército ruso tampoco tuvo éxito. En 1892, recurrió 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 con forma de pájaro" (1894) son descripciones y dibujos de un monoplano, que en su apariencia y aerodinámica anticiparon el diseño de aeronaves que se construirían 15 a 18 años después. En un avión de aviación, las alas tienen un perfil grueso con un borde frontal redondeado y el fuselaje está carenado. Pero el trabajo en el avión, así como en la aeronave, no recibió el reconocimiento de los representantes oficiales de la ciencia rusa, y la investigación adicional de Tsiolkovsky no tuvo apoyo monetario ni moral. En 1914, mostró sus modelos de dirigibles totalmente metálicos en el Congreso de Aeronáutica de San Petersburgo, pero recibió una respuesta poco entusiasta.

Decepcionado por esto, Tsiolkovsky abandonó 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 guerra hasta la Revolución Rusa en 1917.

A partir de 1896, Tsiolkovsky estudió sistemáticamente la teoría del movimiento de los cohetes. Sus pensamientos sobre el uso del principio del cohete en el cosmos fueron expresados por él ya en 1883, y en 1896 se 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 de Tsiolkovsky, estableciendo la relación entre:

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Después de escribir esta ecuación, Tsiolkovsky registró la fecha: 10 de mayo de 1897. En el mismo año, se publicó la fórmula para el movimiento de un cuerpo de masa variable en la tesis del matemático ruso I. V. Meshchersky (" Dinámica de un punto de masa variable, I. V. Meshchersky, San Petersburgo, 1897).

Su obra más importante, publicada en mayo de 1903, fue Exploración del espacio ultraterrestre por medio de cohetes (en ruso: Исследование мировых пространств реактивными приборами). Tsiolkovsky calculó, utilizando la ecuación de Tsiolkovsky, 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 cohete de varias etapas alimentado por oxígeno líquido e hidrógeno líquido.. En el artículo "Exploración del espacio ultraterrestre por medio de dispositivos de cohetes", se sugirió por primera vez que un cohete podría realizar un vuelo espacial. En este artículo y sus secuelas (1911 y 1914), desarrolló algunas ideas de 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. El diseño tenía un casco dividido en tres secciones principales. El piloto y el copiloto estaban en la primera sección, la segunda y la tercera contenían el oxígeno líquido y el hidrógeno líquido necesarios para alimentar la nave espacial.

Sin embargo, el resultado de la primera publicación no fue el esperado por Tsiolkovsky. Ningún científico extranjero apreció su investigación, que hoy es una disciplina científica importante. En 1911, publicó la segunda parte de la obra "Exploración del espacio ultraterrestre por medio de dispositivos de cohetes". Aquí, Tsiolkovsky evaluó el trabajo necesario para vencer la fuerza de la gravedad, determinó la velocidad necesaria para impulsar el dispositivo hacia el sistema solar ('velocidad de escape') y examinó el cálculo del tiempo de vuelo. La publicación de este artículo causó revuelo en el mundo científico, Tsiolkovsky encontró muchos amigos entre sus compañeros científicos.

Konstantin Tsiolkovsky en 1934

En 1926–1929, aproximadamente al mismo tiempo que se mostraban al público los vehículos terrestres y aviones Opel RAK propulsados por cohetes de Fritz von Opel, Tsiolkovsky resolvió el problema práctico relacionado con el papel que desempeñaba el combustible para cohetes en la obtención de combustible para cohetes. para escapar de la velocidad y salir de la Tierra. Demostró que la velocidad final del cohete depende de la tasa de 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 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 de descenso óptima de la nave espacial al regresar del espacio, etc. En el campo de los propulsores de cohetes, Tsiolkovsky estudió una gran cantidad de diferentes oxidantes y combustibles. 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 motor de turbina de gas gráfico. En 1927, publicó la teoría y el diseño de un tren sobre un colchón de aire. Primero propuso una "parte inferior del cuerpo retráctil" chasis. 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, y publicó un artículo fundamental sobre él en 1927, titulado "La resistencia del aire y el tren expreso" (Ruso: Сопротивление воздуха и скорый по́езд). En 1929, Tsiolkovsky propuso la construcción de cohetes multietapa en su libro Space Rocket Trains (en ruso: Космические ракетные поезда).

Konstantin Tsiolkovsky en su sala de trabajo, 1934

Tsiolkovsky defendió la idea de la diversidad de la 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 una buena comprensión de la música, como se describe en su obra "El origen de la música y su esencia".

Vida posterior

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. Trabajó como profesor de matemáticas en una escuela secundaria hasta que se jubiló en 1920 a la edad de 63 años. En 1921, recibió una pensión vitalicia.

Al final de su vida, Tsiolkovsky fue honrado por su trabajo pionero. Sin embargo, desde mediados de la década de 1920 en adelante, se reconoció la importancia de su otro trabajo, y fue honrado por él y el estado soviético brindó respaldo financiero para su investigación. Inicialmente fue popularizado en la Rusia soviética en 1931-1932 principalmente por dos escritores: Yakov Perelman y Nikolai Rynin. Tsiolkovsky murió en Kaluga el 19 de septiembre de 1935 después de someterse a una operación de cáncer de estómago. Legó el trabajo de su vida al estado soviético.

Legado

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 los comentarios y notas de von Braun". 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, y ambos buscaron convertir las teorías de Tsiolkovsky en realidad. En particular, Korolev vio viajar a Marte como la prioridad más importante, hasta que en 1964 decidió competir con el Proyecto estadounidense Apolo por la Luna.

En 1989, Tsiolkovsky fue incluido en International Air & Salón de la Fama del Espacio en el San Diego Air & Museo del espacio.

Obra filosófica

La cubierta del libro La Voluntad del Universo: La Inteligencia Desconocida por Konstantin Tsiolkovsky, 1928, considerado como una obra de filosofía cosmista.

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 galaxia de la Vía Láctea. Su pensamiento precedió a la era espacial por varias décadas, y algo 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, títeres mecánicos, máquinas, personajes de películas", por lo tanto adhiriéndose a una visión mecánica del universo, que creía que sería controlado en los milenios venideros a través del 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.

Escribió algunas obras sobre ética, propugnando el utilitarismo negativo.

Homenajes

Draft first space ship by Konstantin Tsiolkovsky

En la cultura popular

Obras

Ilustración por A. Gofman de En la Luna

Fuentes citadas