Konstantin Tsiolkovsky

Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky (em russo: Константи́н Эдуа́рдович Циолко́вский; 17 de setembro [O.S. 5 de setembro] 1857 - 19 de setembro de 1935) foi um russo e soviético cientista de foguetes pioneiro da astronáutica. Junto com o francês Robert Esnault-Pelterie, os alemães Hermann Oberth e Fritz von Opel e o americano Robert H. Goddard, ele é um dos pais fundadores da astronáutica e foguetes modernos. Seus trabalhos mais tarde inspiraram os principais engenheiros de foguetes soviéticos Sergei Korolev e Valentin Glushko, que contribuíram para o sucesso do programa espacial soviético.

Tsiolkovsky passou a maior parte de sua vida em uma casa de toras nos arredores de Kaluga, cerca de 200 km (120 mi) a sudoeste de Moscou. Recluso por natureza, seus hábitos incomuns o faziam parecer bizarro para seus concidadãos.

Infância

Tsiolkovsky nasceu em Izhevskoye (agora no distrito de Spassky, Ryazan Oblast), no Império Russo, em uma família de classe média. Seu pai, Makary Edward Erazm Ciołkowski, era um guarda florestal polonês da fé católica romana que se mudou para a Rússia; sua mãe ortodoxa russa era de origem mista do tártaro do Volga e da Rússia. Seu pai foi sucessivamente guarda-florestal, professor e funcionário do governo menor. Aos 10 anos, Konstantin pegou escarlatina e perdeu a audição. Quando ele tinha 13 anos, sua mãe morreu. Ele não foi admitido nas escolas primárias por causa de seu problema de audição, por isso foi autodidata. Como uma criança reclusa educada em casa, ele passava grande parte de seu tempo lendo livros e se interessou por matemática e física. Quando adolescente, ele começou a contemplar a possibilidade de viagens espaciais.

Tsiolkovsky passou três anos frequentando uma biblioteca de Moscou, onde trabalhava o proponente do cosmismo russo Nikolai Fyodorov. Mais tarde, ele passou a acreditar que a colonização do espaço levaria ao aperfeiçoamento da espécie humana, com imortalidade e uma existência despreocupada.

Além disso, inspirado pela ficção de Júlio Verne, Tsiolkovsky teorizou muitos aspectos das viagens espaciais e da propulsão de foguetes. Ele é considerado o pai dos voos espaciais e a primeira pessoa a conceber o elevador espacial, inspirando-se em 1895 na recém-construída Torre Eiffel em Paris.

Konstantin Tsiolkovsky com seus dirigíveis de aço em seu jardim, 1913

Apesar do crescente conhecimento de física do jovem, seu pai estava preocupado com o fato de ele não ser capaz de se sustentar financeiramente quando adulto e o trouxe de volta para casa aos 19 anos, depois de saber que ele estava trabalhando demais. e passar fome. Posteriormente, Tsiolkovsky passou no exame de professor e foi trabalhar em uma escola em Borovsk, perto de Moscou. Ele também conheceu e se casou com sua esposa Varvara Sokolova durante este tempo. Apesar de estar preso em Kaluga, uma pequena cidade longe dos grandes centros de aprendizado, Tsiolkovsky conseguiu fazer descobertas científicas por conta própria.

As duas primeiras décadas do século 20 foram marcadas por uma tragédia pessoal. O filho de Tsiolkovsky, Ignaty, cometeu suicídio em 1902 e, em 1908, muitos de seus papéis acumulados foram perdidos em uma enchente. Em 1911, sua filha Lyubov foi presa por se envolver em atividades revolucionárias.

Realizações científicas

Tsiolkovsky afirmou que desenvolveu a teoria dos foguetes apenas como um complemento à pesquisa filosófica sobre o assunto. Ele escreveu mais de 400 trabalhos, incluindo aproximadamente 90 artigos publicados sobre viagens espaciais e assuntos relacionados. Entre seus trabalhos estão projetos de foguetes com propulsores de direção, propulsores de vários estágios, estações espaciais, câmaras de descompressão para sair de uma nave espacial no vácuo do espaço e sistemas biológicos de ciclo fechado para fornecer comida e oxigênio para colônias espaciais.

O primeiro estudo científico de Tsiolkovsky remonta a 1880-1881. Ele escreveu um artigo chamado "Teoria dos Gases" no qual delineou as bases da teoria cinética dos gases, mas após submetê-la à Sociedade Físico-Química Russa (RPCS), foi informado de que suas descobertas já haviam sido feitas 25 anos antes. Destemido, ele avançou com seu segundo trabalho, "A Mecânica do Organismo Animal". Recebeu feedback favorável e Tsiolkovsky foi nomeado membro da Sociedade. Os principais trabalhos de Tsiolkovsky depois de 1884 trataram de quatro áreas principais: a justificativa científica para o balão todo de metal (dirigível), aviões e trens aerodinâmicos, hovercraft e foguetes para viagens interplanetárias.

Em 1892, foi transferido para um novo cargo de professor em Kaluga, onde continuou a fazer experiências. Durante esse período, Tsiolkovsky começou a trabalhar em um problema que ocuparia muito de seu tempo nos anos seguintes: uma tentativa de construir um dirigível todo em metal que pudesse ser expandido ou reduzido em tamanho.

Tsiolkovsky desenvolveu o primeiro laboratório de aerodinâmica da Rússia em seu apartamento. Em 1897, ele construiu o primeiro túnel de vento russo com uma seção de teste aberta e desenvolveu um método de experimentação usando-o. Em 1900, com uma bolsa da Academia de Ciências, ele fez uma pesquisa usando modelos das formas mais simples e determinou os coeficientes de arrasto da esfera, placas planas, cilindros, cones e outros corpos. O trabalho de Tsiolkovsky no campo da aerodinâmica foi uma fonte de ideias para o cientista russo Nikolay Zhukovsky, o pai da aerodinâmica e hidrodinâmica modernas. Tsiolkovsky descreveu o fluxo de ar em torno de corpos de diferentes formas geométricas, mas como o RPCS não forneceu nenhum suporte financeiro para este projeto, ele foi forçado a pagar por ele em grande parte de seu próprio bolso.

Tsiolkovsky estudou a mecânica de máquinas voadoras mais leves que o ar. Ele primeiro propôs a ideia de um dirigível todo em metal e construiu um modelo dele. O primeiro trabalho impresso no dirigível foi "Um balão metálico controlável" (1892), no qual deu a fundamentação científica e técnica para a concepção de um dirigível com bainha de metal. Tsiolkovsky não foi apoiado no projeto do dirigível, e o autor teve recusado uma bolsa para construir o modelo. Um apelo ao Estado-Maior da Aviação Geral do exército russo também não teve sucesso. Em 1892, ele se voltou para o novo e inexplorado campo de aeronaves mais pesadas que o ar. A ideia de Tsiolkovsky era construir um avião com estrutura de metal. No artigo "Um avião ou uma máquina voadora (aeronave) semelhante a um pássaro" (1894) são descrições e desenhos de um monoplano, que em sua aparência e aerodinâmica antecipou o projeto de aeronaves que seriam construídas 15 a 18 anos depois. Em um avião de aviação, as asas têm um perfil grosso com borda frontal arredondada e a fuselagem é carenada. Mas o trabalho no avião, assim como no dirigível, não recebeu o reconhecimento dos representantes oficiais da ciência russa, e as pesquisas posteriores de Tsiolkovsky não tiveram apoio monetário nem moral. Em 1914, ele exibiu seus modelos de dirigíveis totalmente metálicos no Congresso de Aeronáutica em São Petersburgo, mas recebeu uma resposta morna.

Decepcionado com isso, Tsiolkovsky desistiu dos problemas espaciais e aeronáuticos com o início da Primeira Guerra Mundial e, em vez disso, voltou sua atenção para o problema de aliviar a pobreza. Isso ocupou seu tempo durante os anos de guerra até a Revolução Russa em 1917.

A partir de 1896, Tsiolkovsky estudou sistematicamente a teoria do movimento de aparelhos de foguetes. Pensamentos sobre o uso do princípio do foguete no cosmos foram expressos por ele já em 1883, e uma teoria rigorosa da propulsão do foguete foi desenvolvida em 1896. Tsiolkovsky derivou a fórmula, que ele chamou de "fórmula da aviação".;, agora conhecida como equação do foguete Tsiolkovsky, estabelecendo a relação entre:

• mudança na velocidade do foguete (? ? v{displaystyle Delta v})
• velocidade de escape do motor (ve{displaystyle v_{e}})
• inicial (m0Não. m_{0}}) e final (mfNão. m_{f}}) massa do foguete

? ? v= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =veI⁡ ⁡ m0mfNão. Delta v=v_{e}ln {frac {m_{0}}{m_{f}}}}

Depois de escrever esta equação, Tsiolkovsky registrou a data: 10 de maio de 1897. No mesmo ano, a fórmula para o movimento de um corpo de massa variável foi publicada na tese do matemático russo I. V. Meshchersky (" Dinâmica de um ponto de massa variável, I. V. Meshchersky, São Petersburgo, 1897).

Sua obra mais importante, publicada em maio de 1903, foi Exploração do espaço sideral por meio de dispositivos de foguetes (em russo: Исследование мировых пространств реактивными приборами). Tsiolkovsky calculou, usando a equação de Tsiolkovsky, que a velocidade horizontal necessária para uma órbita mínima ao redor da Terra é de 8.000 m/s (5 milhas por segundo) e que isso poderia ser alcançado por meio de um foguete de vários estágios alimentado por oxigênio líquido e hidrogênio líquido. No artigo "Exploração do espaço sideral por meio de dispositivos de foguetes", foi sugerido pela primeira vez que um foguete poderia realizar voos espaciais. Neste artigo e suas seqüelas (1911 e 1914), ele desenvolveu algumas idéias de mísseis e considerou o uso de motores de foguetes líquidos.

A aparência externa do design da espaçonave de Tsiolkovsky, publicado em 1903, foi a base para o design moderno de espaçonaves. O projeto tinha um casco dividido em três seções principais. O piloto e o co-piloto estavam na primeira seção, a segunda e a terceira seções continham o oxigênio líquido e o hidrogênio líquido necessários para abastecer a espaçonave.

No entanto, o resultado da primeira publicação não foi o que Tsiolkovsky esperava. Nenhum cientista estrangeiro apreciou sua pesquisa, que hoje é uma disciplina científica importante. Em 1911, publicou a segunda parte da obra "Exploração do espaço sideral por meio de dispositivos de foguetes". Aqui, Tsiolkovsky avaliou o trabalho necessário para superar a força da gravidade, determinou a velocidade necessária para impulsionar o dispositivo para o sistema solar ("velocidade de escape") e examinou o cálculo do tempo de voo. A publicação deste artigo causou sensação no mundo científico e Tsiolkovsky fez muitos amigos entre seus colegas cientistas.

Konstantin Tsiolkovsky em 1934

Em 1926–1929, aproximadamente ao mesmo tempo em que os veículos terrestres e aeronaves Opel RAK movidos a foguete de Fritz von Opel foram demonstrados ao público, Tsiolkovsky resolveu o problema prático referente ao papel desempenhado pelo combustível de foguete na obtenção de para escapar da velocidade e deixar a Terra. Ele mostrou que a velocidade final do foguete depende da taxa de gás que flui dele e de como o peso do combustível se relaciona com o peso do foguete vazio.

Tsiolkovsky concebeu uma série de ideias que mais tarde foram usadas em foguetes. Eles incluem: lemes de gás (grafite) para controlar o vôo de um foguete e alterar a trajetória de seu centro de massa, o uso de componentes do combustível para resfriar o invólucro externo da espaçonave (durante a reentrada na Terra) e as paredes da câmara de combustão e do bocal, um sistema de bomba para alimentar os componentes do combustível, a trajetória de descida ideal da espaçonave ao retornar do espaço, etc. No campo dos propulsores de foguetes, Tsiolkovsky estudou um grande número de diferentes oxidantes e combustíveis combustíveis e combinações específicas recomendadas: oxigênio líquido e hidrogênio e oxigênio com hidrocarbonetos. Tsiolkovsky fez um trabalho muito frutífero na criação da teoria do avião a jato e inventou seu gráfico de turbina a gás. Em 1927, ele publicou a teoria e o projeto de um trem sobre uma almofada de ar. Ele propôs pela primeira vez um "fundo do corpo retrátil" chassis. No entanto, o voo espacial e o dirigível foram os principais problemas aos quais dedicou sua vida. Tsiolkovsky vinha desenvolvendo a ideia do hovercraft desde 1921, publicando um artigo fundamental sobre ele em 1927, intitulado "Air Resistance and the Express Train" (Russo: Сопротивление воздуха и скорый по́езд). Em 1929, Tsiolkovsky propôs a construção de foguetes de vários estágios em seu livro Space Rocket Trains (em russo: Космические ракетные поезда).

Konstantin Tsiolkovsky em sua sala de trabalho, 1934

Tsiolkovsky defendeu a ideia da diversidade da vida no universo e foi o primeiro teórico e defensor do voo espacial humano.

Tsiolkovsky nunca construiu um foguete; ele aparentemente não esperava que muitas de suas teorias fossem implementadas.

Problemas auditivos não impediram o cientista de ter um bom entendimento da música, conforme delineado em sua obra "A Origem da Música e Sua Essência"

Mais tarde

Tsiolkovsky apoiou a Revolução Bolchevique e, ansioso por promover a ciência e a tecnologia, o novo governo soviético o elegeu membro da Academia Socialista em 1918. Ele trabalhou como professor de matemática no ensino médio até se aposentar em 1920, aos 63 anos. Em 1921, ele recebeu uma pensão vitalícia.

No final de sua vida, Tsiolkovsky foi homenageado por seu trabalho pioneiro. No entanto, a partir de meados da década de 1920, a importância de seu outro trabalho foi reconhecida, e ele foi homenageado por isso e o estado soviético forneceu apoio financeiro para sua pesquisa. Ele foi inicialmente popularizado na Rússia Soviética em 1931-1932 principalmente por dois escritores: Yakov Perelman e Nikolai Rynin. Tsiolkovsky morreu em Kaluga em 19 de setembro de 1935, após passar por uma operação de câncer de estômago. Ele legou o trabalho de sua vida ao estado soviético.

Legado

Tsiolkovsky influenciou cientistas de foguetes posteriores em toda a Europa, como Wernher von Braun. Equipes de busca soviéticas em Peenemünde encontraram uma tradução alemã de um livro de Tsiolkovsky, do qual "quase todas as páginas... foram embelezadas pelos comentários e notas de von Braun". O principal projetista soviético de motores de foguetes Valentin Glushko e o projetista de foguetes Sergey Korolev estudaram as obras de Tsiolkovsky quando jovens, e ambos buscaram transformar as teorias de Tsiolkovsky em realidade. Em particular, Korolev via a viagem a Marte como a prioridade mais importante, até que em 1964 decidiu competir com o Projeto americano Apollo for the Moon.

Em 1989, Tsiolkovsky foi introduzido no International Air & Space Hall of Fame no San Diego Air & Museu do Espaço.

Trabalho filosófico

A capa do livro A Vontade do Universo: A Inteligência Desconhecida por Konstantin Tsiolkovsky, 1928, considerado um trabalho da filosofia cosmista.

Tsiolkovsky escreveu um livro chamado A Vontade do Universo: A Inteligência Desconhecida em 1928, no qual ele propôs uma filosofia de pampsiquismo. Ele acreditava que os humanos eventualmente colonizariam a Via Láctea. Seu pensamento precedeu a Era Espacial em várias décadas, e parte do que ele previu em sua imaginação surgiu desde sua morte. Tsiolkovsky também não acreditava na cosmologia religiosa tradicional, mas em vez disso (e para desgosto das autoridades soviéticas) ele acreditava em um ser cósmico que governava os humanos como "marionetes, marionetes mecânicas, máquinas, personagens de filmes", desse modo aderindo a uma visão mecânica do universo, que ele acreditava que seria controlada nos milênios vindouros pelo poder da ciência humana e da indústria. Em um curto artigo em 1933, ele formulou explicitamente o que mais tarde seria conhecido como o paradoxo de Fermi.

Ele escreveu algumas obras sobre ética, defendendo o utilitarismo negativo.

Homenagens

Projeto da primeira nave espacial de Konstantin Tsiolkovsky

• Em 1964, O Monumento aos Conquistadores do Espaço foi construído para celebrar as conquistas do povo soviético na exploração espacial. Localizado em Moscou, o monumento é 107 metros (350 pés) de altura e coberto com revestimento de titânio. A parte principal do monumento é um obelisco gigante coberto por um foguete e semelhante em forma a pluma de escape do foguete. Uma estátua de Konstantin Tsiolkovsky, o precursor da astronauta, está localizada na frente do obelisco.
• O Museu Estadual da História da Cosmonáutica em Kaluga agora tem seu nome. Sua residência durante os últimos meses de sua vida (também em Kaluga) foi convertida em um museu memorial um ano após sua morte.
• A cidade Uglegorsk em Amur Oblast foi renomeada Tsiolkovsky Presidente da Rússia Vladimir Putin em 2015.
• A cratera Tsiolkovskiy (a cratera mais proeminente do lado distante da Lua) foi nomeada após ele, enquanto o asteróide 1590 Tsiolkovskaja foi nomeado após sua esposa. (A União Soviética obteve direitos de nomeação operando Luna 3, o primeiro dispositivo espacial a transmitir com sucesso imagens do lado da Lua não vistas da Terra.)
• O Tsiolkovsky Memorial Apartment. Um museu criado em Borovsk onde ele viveu e começou sua carreira como professor.
• Há uma estátua de Konstantin Tsiolkovsky diretamente fora do Planetário Sir Thomas Brisbane em Brisbane, Queensland, Austrália.
• Há um Google Doodle honrando o famoso pioneiro.
• Há uma exposição Tsiolkovsky em exposição no Museu de Tecnologia Jurássica em Los Angeles, Califórnia.
• Há uma moeda de 1 rublo 1987 comemorando o 130o aniversário do nascimento de Konstantin Tsiolkovsky.

Na cultura popular

• Tsiolkovsky foi consultado para o roteiro para o filme de ficção científica soviética de 1936, Revisão de Kosmicheskiy.
• No filme pós-apocalíptico de Altman de 1979, Quinteto, o lema da casa de caridade dirigido pelo personagem São Cristóvão é retirado de Tsiolkovsky: "A Terra é o berço da mente, mas não se pode viver no berço para sempre".
• Em 1972 filme de ficção científica Solaris dirigido por Andrey Tarkovski, um retrato de Tsiolkovsky aparece, logo após o início do filme, decorando a parede da sala de reuniões do comitê discutindo o futuro da "solarística".
• Escritor de ficção científica romance de Alexander Belyaev KETs Star[ru] possui uma cidade e uma estação espacial chamada com as iniciais de Tsiolkovsky.
• Uma estação lunar é chamada de Tsiolkovsky no romance de Stanisław Lem Contos de Pirx o piloto, história "The Conditional Reflex".
• O navio soviético em Harry Turtledove's 1990 O romance de exploração de Marte Um Mundo de Diferença é nomeado Tsiolkovsky.
• Em Princeton, o físico e a colônia espacial defendem o livro de futurismo de Gerard K. O'Neill, de 1981, 2081: Uma visão esperançosa do futuro humano, o protagonista monta uma nave espacial chamada o Konstantin Tsiolokovsky de sua casa em uma colônia espacial duas vezes o raio orbital de Plutão para a Terra de 2081.
• Uma estação espacial é chamada Tsiolkovsky 1 na história curta de William Gibson de 1981 "Hinterlands".
• O personagem Aeolia Schenberg na série de anime Terno móvel Gundam 00 é baseado em Tsiolkovsky.
• O Zvezda módulo da Estação Espacial Internacional tem fotos de Tsiolkovsky e Yuri Gagarin postado na parede acima do hatchway de popa.
• Os elevadores espaciais baseados em Marte no romance Horus Heresy Mechanicum de Graham McNeill, ambientado no Warhammer 40k universo, são chamados "Tsiolkovsky Towers".
• O navio de ciência, SS Tsiolkovsky (NCC-53911) no 1987 Star Trek: The Next Generation episódio "The Naked Now" é nomeado após ele.
• Episódio 8 de Denpa Onna para Seishun Otoko é chamado de "Oração de Tisiolkovsky".
• Na série de quadrinhos Assassin's Creed: A queda, o líder da Ordem Assassina lê de A Vontade do Universo.
• Em um episódio de 2015 Mistérios de Murdoch, definido em cerca de 1905, James Pendrick trabalha com a filha de Tsiolkovsky para construir um foguete suborbital baseado em suas ideias e ser o primeiro homem no espaço; um segundo foguete construído para o mesmo projeto é adaptado como um míssil balístico para fins de extorsão.
• No jogo de vídeo de 2015 SOMA, que lida com tópicos do transhumanismo, um personagem, Neil Tsiolkovsky, é provavelmente nomeado após ele.

Funciona

Ilustração por A. Gofman de Na Lua

• Tsiolkovsky, Konstantin E. (1933), Cidadãos do Universo (PDF)
• Tsiolkovsky, Konstantin E. (1932), Verdade Condicionada (PDF)
• Tsiolkovsky, Konstantin E. (1939), Criaturas superiores a um Homem (PDF)
• Tsiolkovsky, Konstantin E. (1902), Criaturas de diferentes fases da evolução (PDF)
• Tsiolkovsky, Konstantin E. (1934), Avaliação de pessoas (PDF)
• Tsiolkovsky, Konstantin E. (1933), Planetas são habitados por criaturas vivas (PDF)
• Tsiolkovsky, Konstantin E. (1935), Não-resistência ou luta? (PDF)
• Tsiolkovsky, Konstantin E. (1893), On the Moon (На Луне) (em russo)
• Tsiolkovsky, Konstantin E. (1903), "The Exploration of Cosmic Space by Means of Reaction Devices (Иследование мировых пространств реактивными приборами)", Revisão da Ciência (em russo) (5), arquivado do original em 28 de novembro de 2019
• Tsiolkovsky, Konstantin E. (1931), Origin and an Essence of Music (Происхождение музыки и ее суяность) (PDF) (em russo), recuperado 22 de Setembro 2008
• Tsiolkovsky, Konstantin E., Chamada do Cosmos: Uma coleção de papéis, FOREIGN LANGUAGES PRESS

Fontes citadas

• Miller, Ron (1993). As máquinas de sonho. Krieger Publishing Company. ISBN 0-89464-039-9.