В московском периоде жизни Циолковского (1873–1876 гг.) он встретился с гениальным учёным, теория которого стала основой практически для всех его работ, – с Николаем Фёдоровичем Фёдоровым.
Под влиянием Фёдорова Циолковский занялся детальной проработкой отдельных положений своего учителя, его философскую теорию перевёл в практическую плоскость. Он детально проработал многие вопросы практического освоения космоса: организацию межпланетных сообщений, создание спутников Земли, космических станций, городов и поселений на других планетах.
Для лучшего понимания специальных вопросов (см. рисунки из юношеской работы К.Э. Циолковского 1879 года) воспользуемся фрагментами описаний, составленных К.Э. Циолковским 21 июня 1933 г.[14] В них Константин Эдуардович рассматривает некоторые условия и проблемы, связанные с космическими полётами и условиями существования человека в космической среде.
Отсутствие тяжести. Твёрдые тела. Покой.
Когда в условиях невесомости при соприкосновении тела не давят друг на друга, груза не существует. Направление тела произвольно: нет верха и низа, нет горизонтальных и отвесных линий, нет ни отвеса, ни уровня (ватерпас). Всякая поза возможна. Неподвижное тело навсегда остаётся неподвижным, если не имеет опору или какой-либо среды: воды, воздуха и проч. Чтобы привести такое тело в движение, надо давить на него тем сильнее и дольше, чем масса его больше и желаемая скорость значительнее.
Вращение
Вращающееся тело вертится во веки веков, если этому не препятствует сопротивление среды или соприкасающихся тел. Вращение совершается вокруг свободной (воображаемой) оси, проходящей через центр тяжести тела. Чтобы остановить вращение, нужна тем больше сила, чем больше масса тела, его скорость и объём (момент инерции).
Прямолинейное движение
Если предмет движется прямо, то это движение также вечно. Направление и скорость его измениться без насилия не могут. Сила же для этого требуется тем большая, чем масса предмета и степень скорости изменения больше.
Сложное движение
Ещё возможно сложное движение, состоящее из двух описанных движений: вращательного и поступательного. Оно подобно колесу едущего экипажа или движению планет, если бы она не заворачивалась ещё кругом Солнца. Есть ещё дрожательное движение, но оно неустойчиво и через некоторое время превращается в одно из описанных.
Движение тел в невесомости. Рисунки К.Э. Циолковского
Природа силы тяжести и невесомость. Рисунки К.Э. Циолковского
Тяжесть вообще
Мы видим, что всё пространство Вселенной, все промежутки между небесными телами лишены тяжести, которая зависит только от величины и массы соприкасающихся наблюдаемых тел. Если они малы, как люди и их сооружения, или рассеяны в пространстве, то мы не усмотрим заметной тяжести. Тяжесть рождается только на планетах и зависит от них, без соприкосновения же с ними её не существует, или она поразительно слаба.
Если это явление так распространено во Вселенной, то интересно знать, чем же проявляется такое отсутствие тяжести?
Мы живём на очень массивной планете и потому испытываем большую тяжесть. На некоторых планетах она ещё больше, на большинстве же их она меньше, нисходя почти до нуля. Мы так привыкли к нашей тяжести, что не можем живо представить её отсутствие, или даже иную её величину, т. е. ни уменьшенную, ни увеличенную.
Тяжесть проявляется в ускоренном падении тел, в давлении их друг на друга, в разрушительном её действии, в препятствии к движению вверх. Она приковывает нас к планете, и лишь фантазия людей удаляет нас от Земли и позволяет совершать путешествия на небесные тела.