Člověk odjakživa otáčel hlavu k noční obloze a snil o tom, že jednou prozkoumá onen prostor, který je tak lákavý. Vesmír lidstvo přitahuje jako magnet po tisíciletí. Jenže lidské bytosti se od začátku svého vývoje pohybovaly v prostředí, které nám poskytuje naše Země. Jako štědrá matka nás opečovává vzduchem k dýchání, tlakem, kterému jsou naše těla přizpůsobena, gravitací, která nám umožňuje pohyb a běžné fungování. Ovšem vesmír- to je něco úplně jiného. To, co po miliony let bereme jako normální a neměnné, zde neplatí. Poměry, které v něm panují, se často vymykají naší pozemské logice. Přesto nedokážeme odolávat jeho vábení. K tomu, abychom se do vesmíru dostali, bylo třeba mnoho úsilí, pokusů a výpočtů. Po dlouhé generace byly cesty do vesmíru romantickým výstřelkem snílků a spisovatelů. Až na konci 19. století začali někteří tuto problematiku studovat se vší vážností. A tady začíná náš další příběh Vesmírných osudů. Příběh muže, který jednou řekl: „Země je kolébkou lidstva, ale v kolébce nelze zůstat věčně…“

Konstantin Ciolkovskij- otec kosmonautiky

Nadějný mladík

Když se 17. září 1857 (5. září podle starého datování) ozval v jedné z chalup vesnice Iževskoje v Rjazaňské oblasti pláč právě narozeného chlapce, nikdo netušil, že na svět přišel člověk, který navždy změní způsob, jakým se odedávna díváme na hvězdnou oblohu. Chlapec dostal jméno Konstantin a po svém otci automaticky i „otčestvo“ Eduardovič. Rodina Ciolkovských se právě rozrostla o pátého potomka. Během několika dalších let se tento počet rozroste na osmnáct.

Otec malého Konstantina, Edward Ciolkovskij, byl původem Polák. Maminka, Maria Jumaševa, byla vzdělanou a sečtělou ženou a možná právě po ní malý Konstantin zdědil přirozenou touhu po poznání a zvídavou povahu. Krátce po Konstantinově narození přišel jeho otec o práci lesního dělníka a rodina byla nucena stěhovat se za prací. Po krátkém intermezzu ve vesnici Dolgoje Ciolkovští zakotvili v Rjazani. Tady se odehrála událost, která měla na životní osud budoucí klíčové postavy světové kosmonautiky zásadní vliv.

Když bylo Konstantinovi deset nebo jedenáct let, radoval se jako každý kluk na počátku zimy z možností, které toto roční období nabízí. A při jízdě na skluzavce se nachladil. Z obyčejného nachlazení se ale vyklubaly vysoké horečky a brzy bylo jasné, že malý Ciolkovskij dostal obávanou spálu. Nějakou dobu to vypadalo, že zemře, nakonec přežil. Nemoc však nezůstala bez následků- malý Konstantin téměř zcela ztratil sluch. To předurčilo celý jeho další život.

Vzhledem ke sluchovému hendikepu musel Konstantin přerušit školní docházku. Touha po poznání však byla velmi silná- Ciolkovskij se obrátil ke knihám a nasával vědomosti jako houba. Určitou roli v jeho zálibě v dlouhých hodinách samoty s knihami hrála i smrt jeho matky, která odešla, když bylo Konstantinovi 13 let. Jeho otec však snahu svého syna podporoval a na konci šedesátých dovolil Konstantinovi odjet do Moskvy. Tam se mladý muž věnoval samostudiu v tamější Čertkovské knihovně. Jeho nejoblíbenějšími obory byla matematika a fyzika.

Během svého samostudia se setkal s jistým Nikolajem Fjodorovem, zaměstnancem knihovny. Tento muž snil o tom, že lidstvo jednou bude schopno kolonizovat vesmír a tak si zajistí pohodlnou existenci. Svou filozofii nazýval „kosmizmus“. Cioklovského tato myšlenka uchvátila. Přibližně ve stejné době se také seznámil s Vernovým románem „Ze Země na Měsíc“ a to byl poslední impulz, který Konstantin Ciolkovskij potřeboval k tomu, aby jej do svých tenat polapila myšlenka letů do vesmíru: „Nepamatuji se, kde jsem pochytil nápad zabývat se prvními výpočty ohledně rakety. Zdá se, že první semínka zájmu pocházejí od známého fantasty Julese Verna.“ Konstantin práci velkého spisovatele obdivoval, ale zároveň si uvědomoval, že má své limity. Například vystřelení živých organizmů dělostřeleckým projektilem by podle jeho výpočtů posádku spolehlivě rozmačkalo. Ciolkovskij se stal prvním, kdo Vernova díla nejen četl, ale také podrobil vědecké kritice a začal se možnosti cestování kosmickým prostorem zabývat s veškerou vědeckou vážností.

Edward Ciolkovskij nemohl svého syna podporovat více než pár kopějkami měsíčně, nezřídka měl Konstantin nouzi o jídlo. Většinu peněz utrácel za knihy, nad nimiž trávil dny a noci. Vypětí usilovného samostudia a strádání se začínalo podepisovat na jeho zdravotním stavu. Když se to otec v roce 1876 dozvěděl, povolal jej zpět do vesnice Vjatka, kde rodina v té době pobývala. Nicméně roky strávené nad knihami přece jen byly mladému Ciolkovskému k užitku. V září roku 1879 úspěšně složil zkoušky a stal se kvalifikovaným učitelem. O čtvrt roku později jej čekala první učitelská umístěnka: stal se učitelem geometrie a aritmetiky v městečku Borovsk.

Ospalá vesnice, jejíž obyvatelé zhusta holdovali alkoholu a k posměchu okolních obcí věřili na čarodějnice, se stala novým domovem mladého učitele, který měl v té době za sebou první pokusy s malou domácí centrifugou a v jeho psacím stole už byl první nástin vědecké práce, která později dostala jméno „Грезы o  землe и небe (Sny o Zemi a nebi)“. Borovsk mu kromě prvního učitelského postu přinesl ještě něco: roku 1880 se jeho ženou stala Varvara Sokolova, dcera místního kněze. V ní našel Konstantin oddanou družku a oporu. Spolu postupně vychovali jednu dceru a tři syny (jeden z nich, Ignatij, bohužel v roce 1902 spáchal sebevraždu).

Během pobytu v Borovsku Ciolkovskij experimentoval s fyzikálními vlastnostmi plynů. Své poznatky shrnul roku 1881 ve stati „Теория газов (Teorie plynů)“. Ke svému rozčarování se však po jejím publikování dozvěděl, že jeho závěry jsou již dvacet let vědě známé. Nicméně práce přilákala pozornost několika členů Společnosti pro fyziku a chemii, mezi jinými i Dimitrije Mendělejeva. Bylo jasné, že ve třiadvacetiletém mladíkovi se skrývá velký vědecký talent. Přestože se jeho práce dobrala stejných závěrů, jaké už byly nějaký čas všeobecně přijímány, neobvyklé bylo, že k nim Ciolkovskij došel naprosto nezávisle a svými vlastními postupy. V Borovsku neměl přístup k jakýmkoli soudobým vědeckým studiím, proto musel spoléhat na svůj instinkt. Důležitým pomocníkem mu byla také jeho fenomenální vštípivost a paměť. A mimochodem-  jeho stať o teorii plynů obsahovala ještě jeden zajímavý detail: ve své době málokým povšimnut, na jedné ze stran byl nákres hvězdoletu. Zajímavý byl náznak jakýchsi primitivních skafandrů; zařízení, podobné kanónu, které celý stroj pohánělo a také gyroskopy, které měly let stabilizovat. Ale doba nejdůležitějších prací měla pro Ciolkovského teprve přijít.

Rok 1883 spatřil vznik podivuhodného díla: „Свободное пространство (Volný prostor)“ se ve formě zápisků v diáři věnuje problémům mechaniky těles v prostoru bez gravitace a odporu prostředí. Zajímavý je postřeh o neexistenci tradičního „nahoře“, „dole“ a autor také nastiňuje nejjednodušší způsob pohybu v takovém prostoru- raketu: „… Představme si schránku, naplněnou stlačeným plynem. Pokud otevřeme kohout, plyn bude unikat nepřerušovaným proudem a elasticita plynu, která vytlačuje jeho částice ven, bude také setrvale tlačit na schránku samotnou. Výsledkem bude stálá změna v pohybu schránky. Jestliže budeme mít k dispozici dostatečný počet kohoutů (dejme tomu 6), budeme mít možnost dle libosti regulovat pohyb schránky a schránka (koule) bude opisovat libovolnou křivku v souladu s kterýmkoli pohybovým zákonem. Obecně platí, že stálý pohyb po křivce nebo nestejnoměrný přímočarý pohyb ve volném prostoru způsobuje ztrátu hmoty.“ Zatím pouze kvalitativní popis pohybu v kosmickém prostoru čekal na kvantitativní doplnění ve formě výpočtů a rovnic, nicméně na obzoru kosmonautiky začalo publikováním této práce pomalu svítat…

Mladý vědec se ale nespokojil s pouhým jediným oborem své práce, jeho další výzkumy se týkaly konstrukce aparátů, které se pohybují nikoli mimo zemskou atmosféru, ale v ní. Velmi brzy došel k závěru, že jak u vzducholodí, tak u letounů těžších než vzduch je nejpříhodnějším konstrukčním materiálem kov. Ten zaručuje dostatečnou pevnost, odolnost a koneckonců i rentabilitu. Vědec na svém výzkumu pracoval po večerech- podle vlastních slov miloval své učitelské povolání, směřoval do něj obrovské množství energie a po návratu ze školy byl zcela vyčerpán. Práci na vlastních projektech tak musel nechat až na večer a posléze, když zjistil, že to nestačí, si ještě každé ráno přivstal. Práce na návrhu celokovové vzducholodi mu trvala dva roky, přesto však nedošla praktického využití. Ciolkovskij se věnoval také aparátům těžším, než vzduch. Konal pokusy mimo jiné i v jakýchsi primitivních větrných tunelech, na své výzkumy v tomto oboru získal v roce 1899 grant od Ruské akademie věd ve výši 470 rublů- jediné peníze, které během svého výzkumu obdržel od carského Ruska. Mezitím však přišel jeden z důležitých mezníků jeho života. Díky svým pedagogickým úspěchům byl v roce 1892 přeložen do provinčního města Kaluga. To se mu stalo domovem až do jeho smrti a tam také vznikla jeho přelomová díla, která položila základy oboru, zvaného kosmonautika.

Kaluga

Ihned po přestěhování do svého osudového města pokračoval Ciolkovskij ve své práci. V roce 1894 publikoval článek, ve kterém navrhnul celokovové letadlo s aerodynamickým tvarem- na svou dobu velmi pokrokový koncept. O rok později vyšlo v knižní podobě jeho již zmíněné dílo „Sny o Zemi a Nebi“, jakási forma tehdejšího sci-fi, kde je popisována kolonizace vesmíru lidmi, včetně těžby na asteroidech a sklenících na orbitální dráze.

Zhruba od roku 1896 se Ciolkovskij začal velmi intenzivně zabývat reaktivním pohonem. O dva roky později měl hotovu stať s názvem „Исследование мировых пространств реактивными приборами (Výzkum vesmíru pomocí aparátů s reaktivním pohonem)“. Aniž to tušil, řádky této práce vydláždily cestu člověka do vesmíru. Dílo se z dnešního pohledu jeví jako téměř vizionářské: Ciolkovskij se přirozeně spoléhá na raketový pohon, jehož využitím se koneckonců zabýval už po nějaký čas. Ovšem na tu dobu zarážející je jeho názor na paliva, pomocí níž měla raketa získat dostatečnou energii k dosažení únikové rychlosti.  Ciolkovskij byl toho názoru, že soudobá tuhá raketová paliva na tento úkol nestačí. Jeho návrhy tedy počítají s použitím kapalných paliv. Takřka neuvěřitelnou paralelou s realitou vzdálenou více než půlstoletí v budoucnosti je pak konkretizace paliva: Ciolkovskij navrhoval použít kapalný kyslík a kapalný vodík! Tedy stejné palivo a okysličovadlo, které mimo jiné doneslo člověka na Měsíc. Dalším znakem Ciolkovského geniality byla myšlenka využití „raketového vlaku“. Tedy systému, kdy jsou rakety spojeny za sebou, a po dohoření každá odpadne, aby se mohla zapálit následující. Že to váženému čtenáři něco připomíná? Není divu, Ciolkovskij zde načrtnul klasický princip vícestupňového nosiče, tedy systému, který je dnes naprosto běžný. Neslyšící učitel z Kalugy nebyl prvním, koho tato myšlenka napadla (její kořeny sahají až do Číny 14. století), nicméně díky Ciolkovskému dostal tento koncept teoretický podpůrný aparát v podobě výpočtů. Součástí práce je také vzorec, dodnes nazývaný „Ciolkovského rovnice“-  výpočet, odvozující konečnou rychlost rakety s danou zásobou paliva a motorem o známém výkonu. Z rovnice jednoznačně vyplývá, že s ubývající hmotností rakety (díky ubývajícímu palivu, eventuálně díky odhození již nepotřebných částí stroje)  roste její akcelerace. Tím se vlastně potvrzuje správnost myšlenky vícestupňových raket. Myšlenky, obsažené v této práci, byly nadčasové a mnohé z nich inspirovaly budoucí velikány kosmického věku. Aby se stať dostala do všeobecného povědomí, bylo jí třeba ovšem poskytnout patřičnou publicitu.

Ta ale nepřišla hned. Ciolkovskij dlouho hledal možnost publikování, našel ji až v roce 1903. V tom roce jeho práce „Výzkum vesmíru pomocí aparátů s reaktivním pohonem“ vyšla v rámci časopisu Научное обозрение (Vědecká revue). Jenže horší dobu pro publikaci si snad autor ani nedokázal představit. Číslo s Ciolkovského prací vyšlo krátce poté, co majitel časopisu zemřel a nad Vědeckou revue se měla nadobro zavřít voda. Do oběhu se dostalo jen několik kusů, většina nákladu byla konfiskována (podle některých zdrojů se cosi v onom čísle revue nelíbilo cenzorovi). Tak zůstala Ciolkovského přelomová práce relativně „utajena“ a dlouho se předpokládalo, že se nedostala za hranice tehdejšího Ruska. O to větší pak bylo překvapení amerických badatelů, kteří v šedesátých letech 20. století našli jeden výtisk v Kongresové knihovně.

Následovalo několik dalších článků, rozvíjejících dané téma, ovšem zatím Ciolkovskij žil relativně anonymně v Kaluze, kde dělil svůj čas mezi milované učitelské povolání a neméně milované výzkumy. Dával průchod také svým literárním schopnostem. Mezi jeho novely patří například „Na Měsíci“ nebo „Mimo Zemi“.

Jestliže Ciolkovského život mohl alespoň navenek vypadat vyrovnaně, svět kolem něj se neuvěřitelně rychle měnil. Rusko, ve kterém se narodil a vyrostl, se řítilo směrem k velkým společenským změnám. První světová válka se stala katalyzátorem změn. Rok 1917 byl jejich vrcholem, carské Rusko bylo vrženo do víru revoluce a následující roky se měly nést ve znamení občanské války. Ciolkovskij se několik týdnů před revolucí dožil šedesáti let a o politické dění se pramálo zajímal. To ovšem pro změnu nezajímalo agenty tajné policie ČEKA, kteří si krátce po převratu přišli i pro stárnoucího křehkého učitele. Ve vězení pobyl několik týdnů, ven se dostal díky přímluvě vlivného funkcionáře. Ciolkovskij se přesto postavil na stranu revolucionářů, a protože věda byla novou vírou nastoleného režimu v komunistickém Rusku, nejenže mu byl jeho kádrový škraloup ohledně věznění odpuštěn, ale navíc byl roku 1919 přijat do Socialistické akademie věd (ta později změnila název na Sovětskou akademii věd). Vědec od akademie obdržel skromnou penzi, díky níž mohl provádět svůj výzkum bez finančních starostí.

Léta uznání

Ve dvacátých letech se pomalu ale jistě Ciolkovského jméno začínalo stávat mezi nadšenci a širší vědeckou veřejností pojmem a Kaluga se měnila v poutní místo těch, které okouzlila idea kosmických cest. Například na podzim roku 1923 se v Ciolkovského poštovní schránce objevil dopis od tehdy patnáctiletého mladíka, který akademika prosil o zaslání kopií jeho prací. Tím odstartoval několikaletý korespondenční maraton, který onoho mládence velmi ovlivnil a v mnohém inspiroval. A jméno mladíka? Byl jím jistý Valentin Gluško, budoucí fenomenální konstruktér raketových motorů, které dostaly do vesmíru první družici a první lidskou bytost.

Ciolkovskij se nadále zabýval expanzí lidstva do vesmíru, jak dokazuje například jeho nástin šestnácti kroků, jež by mohly pomoci lidstvu přežít kolaps naší mateřské hvězdy:

1. Zkonstruování letadel, poháněných raketovým motorem
2. Postupné zvyšování rychlosti a dostupu těchto strojů
3. Zkonstruování čistých bezkřídlatých raket
4. Ovládnutí technologie, která by umožňovala raketě přistát na hladině oceánu
5. Dosažení únikové rychlosti a první let do vesmíru
6. Postupné prodlužování délky setrvání raket v kosmu
7. Experimentální využití rostlin k produkci umělé atmosféry na palubách kosmických lodí
8. Použití přetlakových skafandrů pro aktivity mimo palubu kosmických lodí
9. Sestrojení orbitálních skleníků pro produkci rostlin
10. Stavba velkých orbitálních stanic
11. Využití slunečního záření pro pěstování rostlin, určených k potravě; vyhřívání obytných prostor lodí a pro účely transportu v rámci sluneční soustavy
12. Kolonizace pásu asteroidů
13. Kolonizace celé sluneční soustavy a dalších prostorů
14. Dosažení individuální i sociální dokonalosti
15. Přelidnění sluneční soustavy a kolonizace galaxie
16. Slunce začíná odumírat a lidé, kteří zůstali ve sluneční soustavě, se přesunují do jiných soustav

V tomto programu Ciolkovskij mimo jiné jasně načrtnul budoucí způsob přistání amerických pilotovaných misí, provádění EVA, konstrukci solárních plachetnic a výstavbu orbitálních stanic. Je až neuvěřitelné, jakou jasnozřivostí oplýval skromný vědec, který většinu svých pokusů realizoval na papíře prostřednictvím rovnic a vzorců. Ciolkovskij totiž byl až na výjimky spíše teoretikem, než experimentátorem v pravém smyslu slova. To ale nic nemění na jeho velikosti. Dalším důležitým počinem byla kniha „Космические ракетные поезда (Kosmické raketové vlaky)“, ve které v roce 1929 rozvinul myšlenku vícestupňových raket a navázal tak na svou přelomovou práci z roku 1903.

Nezajímal se ale pouze o technické problémy, na počátku třicátých let například publikoval knihu „Происхождение музыки и её сущность (Kořeny a podstata hudby)“, tedy dílo, které je neobvyklé zejména tím, že je napsal prakticky neslyšící člověk! Ciolkovskij ke konci svého života zabrousil také do filozofických vod a rozvíjel své fantazie o vesmíru, plném inteligentních civilizací. Ohledně vývoje lidstva samotného prosazoval kontroverzní názory, které měly základ v eugenice. Těmito postoji si u mocných vysloužil poměrně značnou nelibost, nicméně jeho status v rámci Sovětského svazu i v rámci mezinárodní vědecké komunity už byl v té době takový, že si nikdo nedovolil jakkoli proti němu zakročit.

Postupem času si Ciolkovského úsilí a dlouhé hodiny práce a studia začínaly vybírat svoji daň. Jeho zdravotní stav se neustále zhoršoval a bylo znát, že slavného vědce zmáhá únava. V kalužské nemocnici podstoupil operaci, která měla zastavit rakovinu žaludku, bohužel, bylo příliš pozdě. 19. září 1935 Konstantin Eduardovič Ciolkovskij vydechl naposledy. Je pohřben v Kaluze- ve městě, které přijal za vlastní a strávil v něm nejproduktivnější léta svého života. Své kompletní dílo odkázal své vlasti, Sovětskému svazu.

Je až neuvěřitelné, kolik jeho idejí a nápadů našlo cestu do reality. Krom výše zmíněných je to například použití grafitových kormidel, jež usměrňují výtokové plyny raketových motorů, chlazení spalovacích komor a trysek pomocí kryogenik a mnoho dalších. Mnohé nápady, které jsou mu připisovány, vznikly dlouho předem, ale Ciolkovskij byl prvním, který je dokázal empiricky zpracovat a prokázat jejich životaschopnost. Jeho práce navždy změnila osud lidstva- na něj se odvolávaly největší osobnosti světové kosmonautiky: v pracovně Valentina Gluška visel jeho portrét; Sergej Koroljov měl ve své knihovně většinu Ciolkovského prací, všechny hustě popsané vlastními poznámkami; Ciolkovského portrét také dodnes visí v pracovně Jurije Gagarina.

Když si v roce 1975 poprvé podali na oběžné dráze ruce sovětští kosmonauti a američtí astronauti, jedním ze symbolických úkonů byl mimo jiné podpis obou velitelů na obálku kopie dodatku k Ciolkovského nejznámějšímu dílu- „Výzkum vesmíru pomocí aparátů s reaktivním pohonem“. Právě tato podepsaná titulní stránka je asi nejznámější kopií této přelomové práce. Ciolkovskij je ale ve svém vytouženém vesmíru přítomen stále- na ISS je na čestném místě vystaven jeho portrét a Ciolkovského jménem je pojmenován jeden z velkých kráterů na Měsíci.

Krátce před svým skonem tento slavný a uznávaný vědec napsal:

„Celý svůj život jsem snil o tom, že díky mé práci se lidstvo posune alespoň o krůček dál.“

Konstantinu Ciolkovskému, neslyšícímu podivínskému učiteli z malého městečka pod Moskvou, se jeho sen splnil…

Zdroje:

Ch. Gainor „To a Distant Day- The Rocket Pioneers“
A. Kosmodemyansky „Konstantin Tsiolkovsky: His Life and Work“
K. Ciolkovskij „Исследование мировых пространств реактивными приборами“
http://ru.wikipedia.org
http://www.russianspaceweb.com/tsiolkovsky.html
http://www.astronautix.com/articles/theceage.htm
http://service.felk.cvut.cz/courses/X36PJV/archiv/Jak/_phys/f101/start.htm

Zdroje obrázků:

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tsiolkovsky.jpg
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Konstantin_Ciolkowski_(1862).jpg
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Borovsk_Tsiolkovsky_house_01j.JPG
(credit:user:NVO)
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Ciolkovsky_aerostat_model_Borovsk_museum.jpg
http://www.astronautix.com/graphics/k/katshaus.jpg
(credit: © Mark Wade)
http://privatelibrary.typepad.com/.a/6a01156f7ea6f7970b0115723c25ad970b-pi
(credit: privatelibrary.typepad.com)
http://airandspace.si.edu/collections/artifact.cfm?id=A20110015000
(credit: Smithsonian National Air and Space Museum)
http://commons.wikimedia.org/wiki
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Apollo_15_Tsiolkovsky_crater.jpg?uselang=ru