Konstantin Ciolkovskij: L'insegnante sordo che mappò lo spazio

Nel maggio 1903, un insegnante di matematica di provincia nella città russa di Kaluga pubblicò un articolo in cui calcolava che un veicolo avrebbe dovuto raggiungere circa 8.000 metri al secondo per entrare in orbita attorno alla Terra, e proponeva l'ossigeno liquido e l'idrogeno liquido come carburante per arrivarci. I fratelli Wright non avevano ancora volato. L'uomo che fece i calcoli era quasi completamente sordo dall'infanzia, aveva lasciato la scuola a quattordici anni e non aveva mai ricoperto un incarico universitario in vita sua.

Un ragazzo tagliato fuori dal suono

Nacque il 17 settembre 1857 a Iževskoe, in quella che oggi è l'oblast' di Rjazan', in una famiglia molto numerosa — secondo un resoconto, diciotto figli. Suo padre, Makary Edward Erazm Ciołkowski, era un guardaboschi polacco cattolico trasferitosi in Russia; sua madre, Maria Ivanovna Yumasheva, era russa ortodossa con antenati misti tatari del Volga e russi.

La scarlattina all'età di nove o dieci anni gli tolse l'udito. Gli tolse anche l'istruzione: la sordità gli impedì di frequentare la normale classe elementare e la morte della madre, quando aveva tredici anni, eliminò la persona più capace di compensare questo handicap. Lasciò l'istruzione formale a quattordici anni e lesse da solo, imparando la matematica e la fisica dai libri. Già adolescente, rifletteva sulla questione se un essere umano potesse lasciare il pianeta.

Tre anni in una biblioteca di Mosca

Tra il 1873 e il 1876 fu a Mosca, vivendo praticamente nelle sue biblioteche. Il bibliotecario di una di queste era Nikolaj Fëdorov, lo strano e formidabile profeta del cosmismo russo, i cui seguaci sostenevano che il destino dell'umanità fosse quello di conquistare la morte e prendere possesso dell'universo. Ciolkovskij assorbì l'idea interamente e non la lasciò mai più: arrivò a credere che la colonizzazione dello spazio avrebbe portato "la perfezione della specie umana, con l'immortalità e un'esistenza senza preoccupazioni". Jules Verne fornì l'immaginario; Fëdorov fornì la metafisica; il giovane sordo fornì le equazioni.

A diciannove anni suo padre, allarmato dalle sue prospettive, lo riportò a casa. Superò l'esame per insegnanti e nel 1879 divenne insegnante di matematica. Fu assegnato a Borovsk, dove sposò Varvara Sokolova, e nel 1892 si trasferì a Kaluga, una piccola città a considerevole distanza da qualsiasi centro di studi. Vi rimase per il resto della vita e vi compì il lavoro che lo rese famoso.

La galleria del vento dell'appartamento

Privo di laboratori, ne costruì uno nel suo appartamento. Nel 1897 costruì quella che è considerata la prima galleria del vento della Russia con una sezione di prova aperta e mise a punto metodi sperimentali per utilizzarla. Intorno al 1900, con una sovvenzione dell'Accademia delle Scienze, misurava sistematicamente la resistenza aerodinamica su sfere, piastre piane, cilindri, coni e altre forme. Nikolaj Žukovskij, l'uomo solitamente chiamato il padre dell'aerodinamica russa, fu influenzato da questo lavoro.

Dal 1892 progettava anche velivoli più leggeri dell'aria e propose il primo dirigibile interamente in metallo, pubblicando la giustificazione scientifica per un dirigibile rivestito di metallo in Un pallone metallico controllabile nello stesso anno. Costruì un modello. Si appellò al personale dell'aviazione dell'esercito per ottenere supporto ma fu rifiutato; anche la Società fisico-chimica russa si rifiutò di finanziarlo. Pagò il lavoro di tasca propria. Nel 1894, il suo articolo su "Un aeroplano o una macchina volante simile a un uccello" descriveva un monoplano con caratteristiche che non sarebbero apparse in velivoli reali prima di altri quindici o diciotto anni. L'establishment scientifico russo gli diede, nel suo amaro riassunto, né denaro né supporto morale.

La formula

Iniziò a studiare la meccanica del moto dei razzi nel 1896 e registrò la data della sua derivazione chiave il 10 maggio 1897. Quella che chiamò la formula dell'aviazione è ora nota ovunque come l'equazione del razzo di Ciolkovskij: fissa la relazione tra la variazione della velocità di un razzo, la velocità con cui espelle i suoi gas di scarico e il rapporto tra la sua massa iniziale e la sua massa finale. È la ragione per cui il volo spaziale è difficile. Dice, in effetti, che andare più veloci costa propellente a un tasso esponenziale punitivo, e regola ancora il design di ogni veicolo di lancio che vola.

L'equazione arrivò alla stampa nel maggio 1903, in Esplorazione dello spazio interplanetario mediante dispositivi a reazione. Quel documento è il testo fondante della teoria del volo spaziale. Era già stato colpito, nel 1895, dalla Torre Eiffel appena costruita fino al punto di immaginare una struttura che arrivasse fino all'orbita — la prima concezione dell'ascensore spaziale. Nel corso di una vita produsse più di quattrocento opere, circa novanta delle quali pubblicate sui viaggi spaziali, abbozzando razzi con propulsori di sterzo, chiuse d'aria, stazioni spaziali e sistemi biologici a ciclo chiuso per mantenere in vita i coloni. Nel 1929, in Treni di razzi spaziali, espose le ragioni a favore dei razzi multistadio, la disposizione che ha effettivamente portato gli esseri umani fuori dal pianeta.

La sua frase più citata, da una corrispondenza del 1911, è quella sotto la quale è stata scritta l'intera era spaziale: "La Terra è la culla dell'umanità, ma non si può vivere in una culla per sempre."

Perdite

Il secolo lo trattò duramente. Suo figlio Ignaty si suicidò nel 1902. Un'inondazione nel 1908 distrusse documenti accumulati. Sua figlia Ljubov' fu arrestata nel 1911 per attività rivoluzionarie. Con lo scoppio della guerra mise da parte l'aeronautica per un periodo e si dedicò a scrivere sulla povertà. Dopo la Rivoluzione d'Ottobre, la Čeka lo trattenne brevemente alla Lubjanka. Lo Stato sovietico decise poi che era una risorsa: fu eletto all'Accademia Socialista, si ritirò dall'insegnamento nel 1920 a sessantatré anni e gli fu concessa una pensione a vita nel 1921. Dalla metà degli anni '20 il denaro fu costante e i divulgatori Jakov Perel'man e Nikolaj Rynin ne fecero una figura nazionale.

Perché Konstantin è chiamato un genio

L'affermazione si basa su qualcosa di molto preciso, e vale la pena enunciarla strettamente perché la versione più vaga è priva di valore. Ciolkovskij derivò la fisica corretta del volo spaziale a razzo — l'equazione del rapporto di massa, la cifra della velocità orbitale, la necessità di propellenti liquidi, la necessità della messa in stadio — da principi primi, isolatamente, decenni prima che esistesse qualsiasi hardware per testare anche una sola parola di tutto ciò. Lo fece essendo sordo, autodidatta, senza il supporto di alcuna istituzione e vivendo in una città di provincia scelta dal suo datore di lavoro piuttosto che da lui. Il suo monoplano del 1894 e il suo ascensore spaziale del 1895 mostrano la stessa capacità: ragionare partendo dalla legge fisica fino a una macchina di cui nessuno aveva ancora avuto bisogno.

Il contro-argomento è reale e non dovrebbe essere scartato. Non costruì nulla che volasse. Robert Goddard in America e Hermann Oberth in Germania giunsero a conclusioni paragonabili indipendentemente e, nel caso di Goddard, lanciarono effettivamente razzi a combustibile liquido. Gran parte della produzione di Ciolkovskij era filosofica piuttosto che scientifica — il panpsichismo de La volontà dell'universo (1928), la convinzione che l'umanità avrebbe colonizzato la Via Lattea — e appartiene a una tradizione mistica piuttosto che alla fisica. Alcune parti sono semplicemente strane. Ciò che sopravvive allo scetticismo è la matematica, che era corretta e che nessuno aveva fatto prima di lui. La sua stessa pretesa era modesta: "Tutta la mia vita ho sognato che grazie al mio lavoro l'umanità sarebbe avanzata almeno un po'."

Cosa venne dopo

Morì a Kaluga il 19 settembre 1935, all'età di settantotto anni, dopo un intervento chirurgico per un cancro allo stomaco, e lasciò le sue carte allo Stato sovietico. Sergej Korolëv e Valentin Gluško — gli ingegneri che avrebbero costruito lo Sputnik, il Vostok e l'impresa lunare sovietica — lo avevano letto da giovani e si erano prefissati di rendere reali i suoi progetti. Wernher von Braun lavorò attraverso traduzioni tedesche delle sue carte, annotandole pesantemente.

Kaluga ospita ora il Museo Statale della Storia della Cosmonautica, che porta il suo nome. Un cratere lunare porta il suo nome e una città nell'Oblast' dell'Amur è stata rinominata Ciolkovskij. Fu inserito nell'International Space Hall of Fame nel 1976 e nell'International Air & Space Hall of Fame nel 1989.