Всё вышеупомянутое явилось необходимым и неизбежным шагом к решению главной проблемы — каким способом можно перемещаться в межзвездном пространстве. Идея ракетного движителя давно носилась в воздухе. Ракеты как таковые были известны во всем мире издревле. Их изображения обнаружены в вавилонских таблицах, относящихся к 3200 году до новой эры. Китайцы делали их для фейерверка. Боевые ракеты эффективно использовались против войск Чингисхана, в XIII веке вторгшихся в Поднебесную империю. Известен и такой случай: ещё в Средние века один китайский изобретатель привязал к четырем ножкам кресла по пороховой ракете, удобно уселся на сиденье и поджег одновременно все четыре заряда. Результат получился великолепным, зрелище — потрясающим: ракетный агрегат приподнялся достаточно высоко, однако приземление оказалось далеко не мягким.
В XVIII веке боевые ракеты успешно применялись индийцами против английских колониальных войск, а в следующем столетии англичане использовали их против наполеоновской армии. ещё в XVII веке польский инженер Казимир Сименович опубликовал книгу, где содержался чертеж трехступенчатой ракеты. В России первое ракетное заведение было организовано в Петровскую эпоху, а использование боевых ракет началось в первой четверти XIX века и опиралось на солидную теоретическую и экспериментальную базу. В 1864 году в Санкт-Петербурге была издана объемистая книга под названием «О боевых ракетах», принадлежавшая перу Константина Ивановича Константинова (1817–1871), возглавлявшего Петербургское ракетное заведение.
Поэтому нет ничего необычного в том, что Циолковский всегда рассматривал ракету в качестве одного из средств полета в атмосфере и за её пределами — в Космосе. Толчком же перехода от «грёз» к серьезному теоретическому обоснованию и математическим расчетам послужила брошюра, написанная студентом Санкт-Петербургского электротехнического института А. П. Федоровым. Спустя много лет инициалы удалось расшифровать — Александр Петрович, — но о судьбе автора до сих пор ничего неизвестно, хотя его именем и назвали один из кратеров на Луне. Фамилия Федоров вторично оказалась для Циолковского знаковой. Он точно помнил, что в 1896 году где-то достал подписанную этой фамилией брошюру «Новый принцип воздухоплавания, исключающий атмосферу как опорную среду». Как объяснил Константин Эдуардович, вопрос в ней решался крайне наивно: автор не делал попытки определить реакцию струи газов, вырывающихся из отверстия ракеты, а довольствовался законом Паскаля о равномерности давления жидкости, находящейся в покое. Правильно поняв, что тяга в ракете создается за счет реакции вытекающей струи, а не за счет сопротивления воздуха движению выхлопных газов, он предлагал использовать ракету только для полета в атмосфере, а не за её пределами. Брошюра А. П. Федорова хранилась в библиотеке Циолковского, и он показывал её всем интересующимся.
Следовательно, к упомянутому выше году вполне можно отнести и начало работы над статьей «Исследование мировых пространств реактивными приборами», ставшей впоследствии своего рода титульным листом космической эры. К этому времени у Циолковского, по его словам, уже накопился обширный материал по теории расчета космической ракеты. Появление брошюры поторопило Константина Эдуардовича осветить в печати проблему изучения мировых пространств при помощи ракет, дать схему их устройства и доказать возможность их использования для космического полета. В предисловии к расширенному переизданию упомянутого труда провозвестник космической эры так описывал события, предшествовавшие написанию статьи:
«Долго на ракету я смотрел, как и все: с точки зрения увеселений и маленьких применений. Не помню хорошо, как мне пришло в голову сделать вычисления, относящиеся к ракете. Мне кажется, первые семена мысли заронены были известным фантазером Жюль Верном; он пробудил работу моего мозга в известном направлении. Явились желания, за желаниями возникла деятельность ума. Конечно, она ни к чему бы не повела, если бы не встретила помощи со стороны науки.
Кроме того, мне представляется — вероятно ложно, — что основные идеи и любовь к вечному стремлению туда — к Солнцу, к освобождению от цепей тяготения, — во мне заложены чуть не с рождения. По крайней мере, я отлично помню, что моей любимой мечтой, в самом раннем детстве, ещё до книг, было смутное сознание о среде без тяжести, где движения во все стороны совершенно свободны и где лучше, чем птице в воздухе. Откуда явились эти желания, я до сих пор не могу понять; и сказок таких нет, а я смутно верил, и чувствовал, и желал именно такой среды без пут тяготения. Старый листок в моих рукописях с окончательными формулами, относящимися к реактивному прибору, помечен датою 25 августа 1898 г. Очевидно, занимался я им раньше. Но не жалкий полет ракеты пленил меня, а точные расчеты. Свои вычисления и выводы из них я обнародовал в 1903 г.».
Действительно, два известных романа Жюля Верна «Из пушки на Луну» и «Вокруг Луны» оказали на Циолковского огромное воздействие. И, переиздавая свою классическую работу в 1926 году, Циолковский высказался совершенно определенно: «Стремление к космическим путешествиям заложено во мне известным фантазером Ж. Верном». Дерзновенный, но явно неосуществимый проект великого французского фантаста о достижении Луны с помощью полого снаряда-кабины, выпущенного из гигантской пушки, заставлял мысль работать от противного, искать иные, альтернативные, средства для межпланетных перелетов. Так был найден и избран тип космического аппарата — ракета!
«Прежде чем излагать теорию ракеты или подобного ей реактивного прибора, попытаюсь заинтересовать читателя преимуществами ракеты перед пушкой с её ядром.
а) Аппарат наш, сравнительно с гигантской пушкой, легок, как перышко; b) он относительно дешев и сравнительно легко осуществим; с) давление взрывчатых вещёств, будучи довольно равномерным, вызывает равномерно-ускоряющееся движение ракеты, которое развивает относительную тяжесть; величиною этой временной тяжести мы можем управлять по желанию, т. е. регулируя силу взрыва, мы в состоянии сделать её произвольно мало или много превышающей обыкновенную земную тяжесть. Если предположим, для простоты, что сила взрыва, понемногу уменьшаясь, пропорциональна массе снаряда, сложенной с массою оставшихся невзорванными взрывчатых вещёств, то ускорение снаряда, а следовательно, и величина относительной тяжести будут постоянны. Итак, в ракете могут безопасно, в отношении кажущейся тяжести, отправиться не только измерительные приборы, но и люди, тогда как в пушечном ядре, даже при огромной, небывалой пушке, величиною с башню Эйфеля, относительная тяжесть увеличивается в 1001 раз.
d) ещё не малое преимущество ракеты: скорость её возрастает в желаемой прогрессии и в желаемом направлении; она может быть постоянной и может равномерно уменьшаться, что даст возможность безопасного спуска на планету. Все дело в хорошем регуляторе взрывания, е) При начале поднятия, пока атмосфера густа и сопротивление воздуха при большой скорости огромно, ракета двигается сравнительно не быстро и потому мало теряет от сопротивления среды и мало нагревается.
Скорость ракеты, естественным образом, лишь медленно возрастает; но затем, по мере поднятия в высоту и разрежения атмосферы, она может искусственно возрастать быстрее; наконец, в безвоздушном пространстве эта быстрота возрастания может быть ещё усилена. Таким путем мы потратим „minimum“ работы на преодоление сопротивления воздуха».
