คอนสแตนติน ไซคอฟสกี Konstantin Tsiolkovsky

คอนสแตนติน ไซคอฟสกี
Konstantin Tsiolkovsky17 กันยายน 1857 – 19 กันยายน 1935

คอนสแตนติน ไซคอฟสกีเป็นผู้บุกเบิกด้านการบินอวกาศก่อนผู้อื่นเป็นเวลานับทศวรรษจนได้รับสมญานามว่าเป็น "เจ้าแห่งจรวดของรัสเซียและอดีตสหภาพโซเวียต" ทั้งนี้ผลงานของไซคอฟสกีมีส่วนสำคัญในการพัฒนาโครงการอวกาศในยุคเริ่มต้นของอดีตสหภาพโซเวียต รวมไปถึงได้จุดประกายความสนใจให้กับวิศวกรรุ่นใหม่ ซึ่งภายหลังได้กลายเป็นบุคคลสำคัญในการพัฒนาโครงการอวกาศของอดีตสหภาพโซเวียต เช่น เซอร์ไก โคโรเลฟ (Sergei Korolev) และ วาเลนติน กลัสซ์โค (Valentin Glushko)วัยเยาว์

ไซคอฟสกีเกิดเมื่อวันที่ 17 กันยายน 1857 ณ เมือง Izhevskoye แคว้นรีซาน อาณาจักรรัสเซีย บิดาเป็นชาวโปลแลนด์ ส่วนมารดาเป็นชาวรัสเซียที่มีการศึกษา ครอบครัวของไซคอฟสกีเป็นครอบครัวใหญ่และมีฐานะปานกลาง ทั้งนี้ไซคอฟสกีมีพี่น้องร่วมสายเลือดถึง 17 คน ในขณะที่มีอายุได้ 10 ขวบ ไซคอฟสกี มีอาการป่วยจนทำให้มีปัญหาด้านการฟัง ซึ่งทำให้เขาไม่สามารถเข้าเรียนที่โรงเรียนเหมือนกับเด็กทั่วไปได้ ซึ่งตามประวัติของไซคอฟสกีได้ระบุว่า เขาไม่เคยได้รับการศึกษาในระดับใดๆ เลยอย่างเป็นทางการ

ผลจากการที่ไม่ได้รับการศึกษา ส่งผลให้ไซคอฟสกีต้องศึกษาเรียนรู้ด้วยตนเอง คุณครูของไซคอฟสกีก็คือหนังสือทั้งหลายที่เขาได้อ่านนั่นเอง และด้วยการที่เป็นเด็กที่มีความบกพร่องทางการฟังทำให้ตลอดช่วงชีวิต ไซคอฟสกีพยายามที่จะพิสูจน์ตนเองต่อคนอื่นๆ ถึงความสามารถและความฉลาดของตนเองที่สูงกว่าคนอื่นๆ

ในวัยเยาว์ ไซคอฟสกีมีความสนใจและมีจินตนาการในหลายๆ ด้าน เช่น การท่องอวกาศและจรวด โดยเฉพาะแบบจำลองของบอลลูน ในขณะอายุได้ 13 ขวบ มารดาของไซคอฟสกีเสียชีวิตลง ไซคอฟสกียังคงเรียนรู้ด้วยตนเองโดยเฉพาะวิชาคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์
คอนสแตนติน ไซคอฟสกี
ที่มา http://www.daviddarling.info/encyclopedia/T/Tsiolkovsky.html  อาศัยในกรุงมอสโก

ในปี 1873 ขณะที่มีอายุได้ 16 ปี ไซคอฟสกีเดินทางไปยัง กรุงมอสโก และอาศัยอยู่ ณ ที่นั้นเป็นเวลาร่วม 3 ปี โดยไซคอฟสกีใช้เวลาส่วนใหญ่อ่านหนังสือและศึกษาความรู้ ณ หอสมุดหลายแห่งในกรุงมอสโก โดยหนึ่งในจำนวนนั้นคือ Pashkov House Library
Pashkov House Library ในกรุงมอสโก ช่วงปี 1830
ที่มา https://www.allposters.co.uk 

ในขณะอาศัยอยู่ในกรุงมอสโก ไซคอฟสกีได้พบกับนักปราชญ์ชื่อนิโคไล เฟดโดรอฟ ผู้ซึ่งมีบุคลิกที่ประหลาดและมีความฉลาดหลักแหลม โดย ณ เวลานั้น เฟดโดรอฟ ทำงานอยู่ ณ หอสมุด และเป็นผู้นำด้านปรัชญาของรัสเซีย เฟดโดรอฟได้รับไซคอฟสกีเข้าทำงานในห้องสมุด และสอนไซคอฟสกีทุกวัน โดยเฟดโดรอฟ ได้แนะนำหนังสือทางด้านคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ รวมไปถึงสนทนากับไซคอฟสกีในเชิงปรัชญาของความเป็นมนุษยชาติจนถึงการสำรวจอวกาศ
นิโคไล เฟดโดรอฟ
ที่มา http://en.wikipedia.org/wiki/Nikolai_Fyodorovich_Fyodorov 

ขณะมีอายุได้ 17 ปี จากการอ่านนวนิยายวิทยาศาตร์ที่เขียนโดยจูลส์ เวอร์นี ชาวฝรั่งเศส ไซคอฟสกีมีความคิดถึงความเป็นไปได้ในการเดินทางท่องไปในอวกาศ โดยไซคอฟสกีได้เริ่มต้นคิดที่จะออกแบบยานอวกาศ รวมไปถึงการอาศัยในอวกาศ
นวนิยายวิทยาศาสตร์ "From the Earth to the Moon" โดยจูลส์ เวอร์นี ตีพิมพ์ในปี 1865
ที่มา http://en.wikipedia.org/wiki/File:From_the_Earth_to_the_Moon_Jules_Verne.jpg  อาชีพ "ครูคณิตศาสตร์"

หลังจากอาศัยอยู่ในกรุงมอสโกเป็นเวลาร่วม 3 ปี ไซคอฟสกีได้เดินกลับมายังบ้านเกิด ในปี 1878 ด้วยวัย 21 ปี หลังจากสอบผ่านและได้รับใบวุฒิบัตรประกอบอาชีพครู ไซคอฟสกีเริ่มต้นทำงานเป็นครูสอนคณิตศาสตร์ ณ เมืองคาลูกา (ห่างจากกรุงมอสโก ไปทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ ประมาณ 200 กิโลเมตร)

ถึงแม้ว่าไซคอฟสกีจะประสบผลสำเร็จในการทดลองเครื่องยนต์ไอน้ำ ปั๊ม และพัดลมในห้องทดลองภายในบ้านของตนเอง รวมไปถึงสร้างอุโมงค์ลมตัวแรก (ในปี 1892) ด้วยอุปนิสัยที่ค่อนข้างแปลก เขาบันทึกถึงผลงานที่ได้ทำไว้ว่า "การคำนวณได้มาจากความเข้าใจและจินตนาการของตัวเขาเอง" โดยในช่วงเวลาดังกล่าว (ปี 1892) ไซคอฟสกีแต่งงานกับบาร์บาร่า โสโคโลวา โดยมีลูกสาว 3 คน และลูกชาย 4 คนผลงานด้านจรวด

ในปี 1883 ไซคอฟสกีเขียนเรื่อง Free Space (ถูกตีพิมพ์ในปี 1956) โดยอธิบายการดำรงชีวิตและอาศัยในอวกาศซึ่งเป็นสภาวะไร้น้ำหนัก โดยที่บทความดังกล่าวไม่ได้กล่าวอะไรไว้เกี่ยวกับการคำนวณทางคณิตศาสตร์ และในบทความนี้เองที่ ไซคอฟสกีได้วาดภาพของอวกาศยานที่เขาได้ออกแบบไว้ โดยภาพดังกล่าวแสดงถึงนักบินอวกาศในสภาวะไร้น้ำหนัก พร้อมกับมีไจโรสโคปสำหรับการควบคุมการทรงตัวของยาน และแอร์ล็อคสำหรับการออกไปในอวกาศ
ภาพวาดของอวกาศยานที่ ไซคอฟสกีเออกแบบไว้ในบทความ "Free Space" (ปี 1883)

ในปี 1896 ไซคอฟสกีได้สร้างผลงานที่ถือได้ว่าเป็นยุคเริ่มต้นของการบินอวกาศที่มีชื่อว่า Exploration of Space by Means of Reactive Apparatus และต่อมาในปี 1898 ไซคอฟสกีได้นำเสนอสมการพื้นฐานที่เรียกว่า "สมการจรวด" (rocket equation) ทั้งนี้สมการดังกล่าวถูกตีพิมพ์ในปี 1903 ก่อนหน้าที่สองพี่น้องตระกูลไรท์ทดสอบการบินเพียงไม่กี่เดือนในสหรัฐอเมริกา
"สมการจรวด" (rocket equation) โดยไซคอฟสกี
ที่มา http://www.relativitycalculator.com/rocket_equations.shtml 

นอกจากนี้ ยังมีแนวความคิดหลายประการทางด้านการบินอวกาศของไซคอฟสกีในบทความชื่อ "Investigating Space with Rocket Devices" ถูกตีพิมพ์ในวารสารของรัสเซียที่ชื่อว่า Nauchnoye Obozreniye (Science Review) อย่างไรก็ตาม วารสารฉบับดังกล่าวซึ่งถูกตีพิมพ์ในช่วงที่เกิดเหตุปฏิวัติในรัสเซีย ทำให้นำไปสู่การงดเผยแพร่โดยเจ้าหน้าที่ของพระเจ้าซาร์ และไม่มีผลงานของไซคอฟสกีปรากฏออกมาอีกในหลายปีต่อมา

ในปี 1903 ไซคอฟสกีได้ผลิตผลงานคลาสิค ที่มีชื่อว่า Research into Interplanetary Space by Means of Rocket Power ซึ่งได้กล่าวถึงส่วนผสมของเชื้อเพลิงจรวดแบบต่างๆ และวิธีการใช้เชื้อเพลิงเหล่านี้อย่างไรให้มีประสิทธิภาพสำหรับยานอวกาศที่มีมนุษย์เดินทางไปด้วย โดยส่วนผสมเชื้อเพลิงจรวดที่ไซคอฟสกีชื่นชอบและยังคงถูกใช้ในจรวดจนถึงทุกวันนี้คือ ไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนเหลว เนื่องจากส่วนผสมของทั้งคู่ให้ความเร็วที่สูงมาก

จากสมการจรวดของไซคอฟสกี เราสามารถคำนวณได้ว่าความเร็วสูงที่สุดที่ยานอวกาศ (ที่ทราบน้ำหนักเป็นอย่างดี) จะเดินทางไปได้ อย่างไรก็ตาม ณ เวลานั้น มีปัญหาว่าเราจะแปลงไฮโดรเจนให้เป็นของเหลวได้อย่างไร ซึ่งไซคอฟสกีได้บันทึกไว้ว่า ไฮโดรเจนสามารถถูกแทนที่ด้วยไฮโดรคาร์บอนที่หนาแน่นหรือที่เป็นของเหลว ตัวอย่างเช่น อะเซททีลีน หรือ ปิโตรเลียม
หนังสือของไซคอฟสกีตีพิมพ์ในปี 1914 โดยรวบรวมผลงานที่เคยตีพิมพ์เมื่อปี 1903

นอกจากนี้ สมการจรวดยังได้นำให้ไซคอฟสกีไปสู่เรื่องสำคัญอีกเรื่องหนึ่ง เริ่มจากการที่ไซคอฟสกีตั้งข้อสังเกตไว้ว่า ถ้าต้องการให้ได้ความเร็วในระดับที่สามารถนำยานอวกาศเข้าสู่อวกาศได้นั้น จรวดสเตจเดียวจะต้องบรรทุกเชื้อเพลิงขนาดมโหฬาร เช่น การที่จะทำให้ได้ความเร็วประมาณ 8 กิโลเมตรต่อวินาทีนั้น น้ำหนักของเชื้อเพลิงจะมีขนาดใหญ่กว่าตัวจรวด (รวมเพย์โหลดด้วย) อย่างน้อยสี่เท่า

จากข้อสังเกตดังกล่าว ทำให้ไซคอฟสกีเริ่มที่จะคิดค้นจรวดหลายสเตจ ซึ่งโดยข้อเท็จจริงแล้วหลักการของจรวดหลายสเตจนั้นเป็นที่ทราบกันดีว่า นักประดิษฐ์พลุหรือดอกไม้ไฟนั้นมีความรู้เรื่องนี้มาไม่น้อยกว่าสองร้อยปี แต่ไซคอฟสกีเป็นคนแรกที่วิเคราะห์ในเชิงลึกและได้ผลสรุปว่า จรวดหลายสเตจเป็นหนทางเดียวเท่านั้นที่มีความเป็นไปได้ในการที่จะทำให้ยานอวกาศสามารถหนีแรงดึงดูดของโลกได้
ยานอวกาศที่ไซคอฟสกีออกแบบไว้สำหรับนักบินอวกาศเพื่อการเดินทางไปในจักรวาล

นอกจากไซคอฟสกีจะนำเสนอแนวทางแก้ปัญหาหลายประการทางด้านการบินอวกาศ ไซคอฟสกียังสนใจในประเด็นทางด้านชีววิทยา ได้แก่ ชุดอวกาศ โดยไซคอฟสกีเสนอให้จุ่มนักบินอวกาศลงในน้ำ เพื่อลดผลความเร่งที่มีผลต่อนักบินอวกาศในขณะที่ยานอวกาศเริ่มออกเดินทาง นอกจากนี้ไซคอฟสกียังได้เสนอให้มีการเพาะปลูกบนยานอวกาศเพื่อสร้างอาหารและก๊าซออกซิเจนให้กับนักบินอวกาศ รวมไปถึงการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ และการตั้งอาณานิคมในอวกาศ ไซคอฟสกียังได้เขียนถึงความเป็นไปในการอาศัยบนโลกใบอื่น ซึ่งในยุคนั้นถือว่าเป็นเรื่องที่ไกลเกินตัวมาก
บ้านพักของไซคอฟสกีที่ คาลูกา โดยปัจจุบันกลายเป็นส่วนหนึ่งของพิพิธภัณฑ์ ที่ เมืองคาลูกา

ในปี 1926 ไซคอฟสกีได้ตีพิมพ์ผลงานชื่อ Plan of Space Exploration ซึ่งบรรยายตั้งแต่เริ่มต้นการสำรวจอวกาศจนไปถึงการเดินทางระหว่างดวงดาว

นอกจากนี้ไซคอฟสกียังได้เขียนนวนิยายวิทยาศาสตร์ เรื่อง On The Moon และ Dreams of the Earth and Sky ในปี 1895 และ Beyond the Earth ในปี1920

On The Moon	Dreams of the Earth and Sky
นวนิยายวิทยาศาสตร์เขียนโดยไซคอฟสกี ในปี 1895

ย้อนกลับไปเรื่องจรวดหลายสเตจ ไซคอฟสกีได้ตีพิมพ์แนวความคิดดังกล่าวในหนังสือที่ชื่อว่า The Space Rocket Trains ในปี 1929 โดยจรวดดังกล่าวประกอบด้วยจรวดย่อยๆ ที่ต่อกัน ทั้งนี้ไซคอฟสกีได้พิสูจน์ว่าจรวดหลายสเตจนี้เป็นจรวดแบบเดียวเท่านั้นที่จะทำให้มนุษย์สามารถเอาชนะแรงดึงดูดของโลก เพื่อที่จะเดินทางไปสู่วงโคจรรอบโลกในอวกาศ

ผลงานชื่อ Album of Space Travels ในปี 1932 ไซคอฟสกีได้แสดงความคิดของตนเองเกี่ยวกับอวกาศในรูปของภาพวาด เช่น การใช้ชีวิตในอวกาศ สภาวะไร้น้ำหนัก แอร์ล็อค สถานีอวกาศ และ การนำร่องจรวด เป็นต้น

ภาพวาดแสดงนักบินอวกาศในสภาวะไร้น้ำหนัก กำลังมองดูดวงดาวผ่านหน้าต่างของยานอวกาศ	ภาพวาดยานอวกาศ
ผลงาน Album of Space Travels ในปี 1932

ภาพวาดแสดงการใช้แอร์ล็อคและชุดนักบินอวกาศในการเข้าและออกจากยานอวกาศที่อยู่ในอวกาศ
Album of Space Travels ในปี 1932

ไซคอฟสกีไม่เคยสร้างแบบจำลองในทางปฏิบัติ และความสนใจของเขามักจะเลื่อนไปยังหัวข้อที่มีความทะเยอทะยานที่สูงขึ้น นอกจากนี้ ไซคอฟสกีทราบเรื่องราวภายนอกอาณาจักรรัสเซียน้อยมาก โดยไม่ทราบว่านักวิทยาศาสตร์เยอรมันและอเมริกาก็กำลังเริ่มต้นศึกษาค้นหาในสิ่งที่เขากำลังทำอยู่ โดยในปี 1923 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อเฮอร์มัน โอเบิร์ธ (Hermann Oberth) ได้ตีพิมพ์ผลงานวิทยานิพนธ์ที่ชื่อว่า By Rocket into Planetary Space ซึ่งนำไปสู่การกระตุ้นความสนใจในงานวิจัยเรื่องการบินอวกาศอย่างแพร่หลาย

เฟดเดอร์ริก แซนเดอร์ ผู้ซึ่งอ่านบทความหัวข้อดังกล่าวแล้ว แซนเดอร์เริ่มดำเนินการสนับสนุนผลงานของไซคอฟสกี โดยในปี 1924 แซนเดอร์ ได้ก่อตั้งสมาคมการบินอวกาศแห่งแรกในอดีตสหภาพโซเวียต โดยมีชื่อว่า "สมาคมสำหรับการศึกษาการเดินทางระหว่างดวงดาว" ซึ่งต่อมาได้มีการวิจัยและสร้างจรวดเชื้อเพลิงเหลว ชื่อ OR-1 (ปี 1930) และ OR-2 (ปี 1933)

ในปี 1924 หนังสือพิมพ์ของรัสเซียชื่อ Izvestiia ได้รายงานข่าวผลงานการทดสอบจรวดของโรเบิร์ต ก็อดดาร์ด ที่ชื่อว่า A Method of Reaching Extreme Altitudes ซึ่งตีพิมพ์ในสหรัฐอเมริกาตั้งแต่ปี 1919 แต่ไม่เป็นที่สังเกตในรัสเซีย จนกระทั่งเฮอร์มัน โอเบิร์ธได้อ้างอิงไว้ในผลงานของตนเอง เมื่อไซคอฟสกีทราบข่าวนี้ เขาตัดสินใจตีพิมพ์ผลงานก่อนหน้านี้ของเขาเองที่เคยทำไว้พร้อมกับผลงานใหม่ๆ ที่เกี่ยวกับอวกาศเกียรติยศ
อนุสาวรีย์ของไซคอฟสกีในกรุงมอสโก
ที่มา http://en.wikipedia.org/wiki/Konstantin_Tsiolkovsky  รูปไซคอฟสกีบน เหรียญ 1 รูเปิล ปี1987

ในช่วงท้ายของชีวิต ไซคอฟสกีได้รับเกียรติยศจากผลงานที่ทำไว้ โดยในวันที่ 23 สิงหาคม 1924 ไซคอฟสกีได้รับเลือกเป็นศาสตราจารย์คนแรกของวิทยาลัยทหารอากาศ ชื่อ N. E. Zhukovsky

นอกจากนี้ผลงานชิ้นสำคัญที่ถูกตีพิมพ์ในปี 1903 "The Exploration of Cosmic Space by Means of Reaction Devices" ถูกยกย่องว่าเป็นตำราเล่มแรกทางด้านจรวด ไซคอฟสกีได้คำนวณไว้ว่า ความเร็วในแนวราบประมาณ 8 กิโลเมตรต่อวินาที จำเป็นสำหรับการโคจรรอบโลก และ สามารถประสบผลสำเร็จโดยใช้จรวดหลายสเตจที่ใช้ไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนเหลวเป็นเชื้อเพลิง

ตลอดช่วงชีวิต ไซคอฟสกีได้ตีพิมพ์ผลงานมากกว่า 500 ชิ้นทางด้านการท่องอวกาศและหัวข้อที่เกี่ยวข้อง รวมไปถึงนวนิยายทางวิทยาศาสตร์ โดยจำนวนนี้มีผลงานทางการออกแบบจรวดพร้อมระบบขับเคลื่อน บูสเตอร์แบบหลายสเตจ สถานีอวกาศ แอร์ล็อคสำหรับการออกจากยานอวกาศไปสู่อวกาศภายนอกยาน ระบบชีววิทยาสำหรับผลิตอาหารและอ็อกซิเจนในอาณานิคมอวกาศ
ผลงานของไซคอฟสกี
ที่มา http://www.informatics.org/museum/tsiol.html  ภาพวาดไซคอฟสกีบนสแตมป์ของรัสเซีย

ผลงานของไซคอฟสกีได้มีอิทธิพลอย่างสูงต่อนักวิศวกรรุ่นหลัง ได้แก่ เซอร์ไก โคโรเลฟ วาเลนติน กลัสซ์โค อิกอร์ เมอร์คูลอฟ อเล็กซานเดอร์ โพลยาร์นี และอื่นๆ ผู้ซึ่งได้วางรากฐานสำหรับกิจการด้านอวกาศของรัสเซีย สำหรับประเทศทางตะวันตกนั้น ผลงานของไซคอฟสกีไม่ได้เป็นที่รับทราบจนกระทั่งในช่วงทศวรรษ 1930

หลังจากพรรคบอลเชวิคได้เข้ามามีอำนาจในรัสเซียเมื่อปี 1917 และเป็นยุคเริ่มต้นของสหภาพโซเวียต ไซคอฟสกีได้รับการจดจำว่าเป็นผู้บุกเบิกด้านการบินอวกาศ ทั้งนี้ในปี 1921 ไซคอฟสกีได้รับบำนาญจากรัฐบาลและได้รับอนุญาติให้เกษียณจากการสอนเพื่อทุ่มเทให้กับการค้นคว้าด้านการบินอวกาศ และเพื่อเป็นเกียรติ ชื่อของไซคอฟสกีได้ถูกนำไปใช้เป็นชื่อหลุมขนาดใหญ่มากที่อยู่ด้านไกลบนดวงจันทร์
หลุมชื่อ ไซคอฟสกี บนดวงจันทร์
ที่มา http://moonpans.com/prints/ua15crater.jpg 

ไซคอฟสกีเสียชีวิตลงด้วยวัย 78 ปี เมื่อวันที่ 19 กันยายน 1935 ณ เมืองคาลูกา โดยรัฐบาลโซเวียตได้จัดพิธีศพไซคอฟสกีอย่างสมเกียรติ ร่างของไซคอฟสกีถูกฝัง ณ สุสานเก่าคาลูกา ที่ซึ่งไม่ไกลจากบ้านพักของไซคอฟสกีที่ปัจจุบันกลายมาเป็นพิพิธภัณฑ์แหล่งข้อมูลอ้างอิง

[1] http://inventors.about.com/library/inventors/blrocketTsiolkovsky.htm
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Konstantin_Tsiolkovsky
[3] http://www.daviddarling.info/encyclopedia/T/Tsiolkovsky.html
[4] http://www.orbit.zkm.de/?q=node/147
[5] http://www.relativitycalculator.com/rocket_equations.shtml
[6] http://www.informatics.org/museum/tsilbio.html
[7] http://www.informatics.org/museum/tsiol.html