Konstantin Tsiolkovski : l'instituteur sourd qui a cartographié l'espace

En mai 1903, un professeur de mathématiques provincial de la ville russe de Kalouga publia un article calculant qu'un véhicule aurait besoin d'atteindre environ 8 000 mètres par seconde pour entrer en orbite autour de la Terre, et proposant de l'oxygène liquide et de l'hydrogène liquide comme carburant pour y parvenir. Les frères Wright n'avaient pas encore volé. L'homme qui avait effectué ces calculs était presque totalement sourd depuis l'enfance, avait quitté l'école à quatorze ans et n'avait jamais occupé de poste universitaire de sa vie.

Un garçon coupé du son

Il est né le 17 septembre 1857 à Ijevskoïe, dans ce qui est aujourd'hui l'oblast de Riazan, au sein d'une famille très nombreuse — selon certains récits, dix-huit enfants. Son père, Makary Edward Erazm Ciołkowski, était un garde forestier polonais catholique qui avait déménagé en Russie ; sa mère, Maria Ivanovna Yumasheva, était orthodoxe russe avec des ancêtres mixtes tatars de la Volga et russes.

La scarlatine, à neuf ou dix ans, lui a fait perdre l'ouïe. Elle a également mis fin à sa scolarité : la surdité l'a exclu de la salle de classe primaire ordinaire, et la mort de sa mère, alors qu'il avait treize ans, a éliminé la personne la plus capable de compenser ce handicap. Il a quitté l'enseignement formel à quatorze ans et a lu par lui-même, apprenant les mathématiques et la physique dans des livres. Dès son adolescence, il envisageait déjà la question de savoir si un être humain pourrait quitter la planète.

Trois ans dans une bibliothèque de Moscou

Entre 1873 et 1876, il était à Moscou, vivant pratiquement dans ses bibliothèques. Le bibliothécaire de l'une d'elles était Nikolaï Fiodorov, l'étrange et formidable prophète du cosmisme russe, dont les adeptes soutenaient que le destin de l'humanité était de vaincre la mort et de prendre possession de l'univers. Tsiolkovski a absorbé l'idée entière et ne l'a jamais lâchée : il en est venu à croire que la colonisation de l'espace apporterait « la perfection de l'espèce humaine, avec l'immortalité et une existence sans souci ». Jules Verne a fourni l'imagerie ; Fiodorov a fourni la métaphysique ; le jeune homme sourd a fourni les équations.

À dix-neuf ans, son père, alarmé par ses perspectives, l'a ramené à la maison. Il a réussi l'examen d'enseignant et, en 1879, est devenu professeur de mathématiques. Il a été affecté à Borovsk, où il a épousé Varvara Sokolova, puis en 1892 a déménagé à Kalouga — une petite ville située à une distance considérable de tout centre d'apprentissage. Il y est resté pour le reste de sa vie et y a accompli le travail qui a fait sa renommée.

La soufflerie de l'appartement

Privé de laboratoires, il en a construit un dans son appartement. En 1897, il a construit ce qui est considéré comme la première soufflerie de Russie avec une section d'essai ouverte, et a élaboré des méthodes expérimentales pour l'utiliser. Vers 1900, grâce à une subvention de l'Académie des sciences, il mesurait systématiquement la traînée sur des sphères, des plaques planes, des cylindres, des cônes et d'autres formes. Nikolaï Joukovski, l'homme généralement appelé le père de l'aérodynamique russe, a été influencé par ces travaux.

À partir de 1892, il a également conçu des engins plus légers que l'air et a proposé le premier dirigeable entièrement métallique, publiant les arguments scientifiques en faveur d'un dirigeable à revêtement métallique dans Un ballon métallique dirigeable la même année. Il a construit un modèle. Il a fait appel au personnel de l'aviation de l'armée pour obtenir du soutien mais a essuyé un refus ; la Société physico-chimique russe a également refusé de le financer. Il a payé le travail lui-même. En 1894, son article sur « Un avion ou une machine volante ressemblant à un oiseau » décrivait un monoplan avec des caractéristiques qui n'apparaîtraient dans les avions réels que quinze à dix-huit ans plus tard. L'établissement scientifique russe lui a apporté, selon son propre résumé amer, ni argent ni soutien moral.

La formule

Il a commencé à étudier la mécanique du mouvement des fusées en 1896 et a noté la date de sa dérivation clé au 10 mai 1897. Ce qu'il appelait la formule de l'aviation est maintenant connu partout sous le nom d'équation de Tsiolkovski : elle fixe la relation entre le changement de vitesse d'une fusée, la vitesse à laquelle elle expulse ses gaz d'échappement, et le rapport entre sa masse initiale et sa masse finale. C'est la raison pour laquelle le vol spatial est difficile. Elle stipule, en fait, qu'aller plus vite coûte du carburant à un taux exponentiel punitif, et elle régit encore la conception de chaque véhicule de lancement qui vole.

L'équation a été publiée en mai 1903 dans L'exploration de l'espace cosmique par des engins à réaction. Ce document est le texte fondateur de la théorie du vol spatial. Il avait déjà, en 1895, été frappé par la tour Eiffel nouvellement construite au point d'imaginer une structure atteignant l'orbite — la première conception de l'ascenseur spatial. Au cours de sa vie, il a produit plus de quatre cents ouvrages, dont environ quatre-vingt-dix publiés sur les voyages spatiaux, esquissant des fusées avec des propulseurs de direction, des sas, des stations spatiales et des systèmes biologiques à cycle fermé pour maintenir les colons en vie. En 1929, dans Les trains de fusées spatiales, il a présenté les arguments en faveur des fusées à étages, l'agencement qui a réellement permis aux humains de quitter la planète.

Sa phrase la plus citée, tirée d'une correspondance en 1911, est celle sous laquelle toute l'ère spatiale a été écrite : « La Terre est le berceau de l'humanité, mais on ne peut pas vivre dans un berceau pour toujours. »

Pertes

Le siècle l'a traité durement. Son fils Ignaty s'est suicidé en 1902. Une inondation en 1908 a détruit des papiers accumulés. Sa fille Lioubov a été arrêtée en 1911 pour activité révolutionnaire. Avec le déclenchement de la guerre, il a mis l'aéronautique de côté pendant un certain temps et s'est tourné vers l'écriture sur la pauvreté. Après la révolution d'Octobre, la Tcheka l'a brièvement détenu à la Loubianka. L'État soviétique a ensuite décidé qu'il était un atout : il a été élu à l'Académie socialiste, a pris sa retraite de l'enseignement en 1920 à l'âge de soixante-trois ans et a reçu une pension à vie en 1921. À partir du milieu des années 1920, l'argent était régulier, et les vulgarisateurs Yakov Perelman et Nikolaï Rynine ont fait de lui une figure nationale.

Pourquoi Konstantin est qualifié de génie

L'affirmation repose sur quelque chose de très précis, et il vaut la peine de l'énoncer étroitement car la version plus vague est sans valeur. Tsiolkovski a dérivé la physique correcte du vol spatial par fusée — l'équation du rapport de masse, le chiffre de la vitesse orbitale, la nécessité de propergols liquides, la nécessité de la mise en étages — à partir de principes premiers, isolément, des décennies avant qu'aucun matériel n'existe pour tester ne serait-ce qu'un mot de tout cela. Il a fait cela étant sourd, autodidacte, sans le soutien d'aucune institution, et vivant dans une ville de province choisie par son employeur plutôt que par lui. Son monoplan de 1894 et son ascenseur spatial de 1895 montrent la même capacité : raisonner à partir de la loi physique jusqu'à une machine dont personne n'avait encore eu besoin.

Le contre-argument est réel et ne doit pas être écarté. Il n'a rien construit qui ait volé. Robert Goddard en Amérique et Hermann Oberth en Allemagne sont parvenus à des conclusions comparables de manière indépendante et, dans le cas de Goddard, ont réellement lancé des fusées à carburant liquide. Une grande partie de la production de Tsiolkovski était philosophique plutôt que scientifique — le panpsychisme de La volonté de l'univers (1928), la conviction que l'humanité coloniserait la Voie lactée — et appartient à une tradition mystique plutôt qu'à la physique. Certaines parties sont simplement étranges. Ce qui survit au scepticisme, c'est la mathématique, qui était juste, et que personne n'avait faite avant lui. Sa propre revendication était modeste : « Toute ma vie, j'ai rêvé que grâce à mon travail, l'humanité avancerait au moins un peu. »

Ce qui est venu après

Il est décédé à Kalouga le 19 septembre 1935, à l'âge de soixante-dix-huit ans, après une opération pour un cancer de l'estomac, et a légué ses papiers à l'État soviétique. Sergueï Korolev et Valentin Glouchko — les ingénieurs qui allaient construire Spoutnik, Vostok et l'effort lunaire soviétique — l'avaient lu jeunes et s'étaient mis en tête de concrétiser ses conceptions. Wernher von Braun a travaillé à partir de traductions allemandes de ses papiers, les annotant abondamment.

Kalouga abrite désormais le Musée d'État de l'histoire de la cosmonautique, qui porte son nom. Un cratère lunaire porte son nom, et une ville de l'oblast de l'Amour a été rebaptisée Tsiolkovski. Il a été intronisé à l'International Space Hall of Fame en 1976 et à l'International Air & Space Hall of Fame en 1989.