在人类航天历史上，有三位科学家的名字将被永远铭记，他们是：苏联的康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基、美国的罗伯特·戈达德和德国的赫尔曼·奥伯特。齐奥尔科夫斯基是现代宇宙航行学的奠基人，被称为航天之父。1911年8月12日，齐奥尔科夫斯基曾写下了这样一段名言：“地球是人类的摇篮，但人类不可能永远被束缚在摇篮里。它首先小心地探索大气层的边缘，然后将把控制和干预能力扩展到整个太阳系。”

齐奥尔科夫斯基最早的发明设计之一是特殊结构的飞艇，该设想尽管当时并未实现，却使这位自学成才的科学家受到了科学界重量级人物的关注。该发明的独特之处在于飞行器外壳的制造材料：用金属材料取代涂胶的布质材料，可以避免危险的化学反应，还能根据其构造改变飞行器的形状。通过计算和试验，齐奥尔科夫斯基得出结论：只有金属材料制造的飞行器才能不仅满足舒适性和安全性的要求，而且更节省成本。齐奥尔科夫斯基不断在此方向进行探索并发明出了早于飞机出现几十年的设计——带有厚厚的弧形机翼的全金属单翼飞机，他称之为“鸟状（航空）飞行器”。

然而，让这位科学家名垂青史的设想并非是在地球上飞行，而是飞往太空。在1883年以日记形式创作的作品《自由空间》中，齐奥尔科夫斯基化身为一名置身于不受阻力和吸引力限制的空间讲解员。正是这部作品中首次提出了宇宙空间中反作用力是移动的唯一方法的理论。其随后的作品《利用反作用仪器进行太空探索》用最简单的力学定律对上述结论进行了论证。也是在这篇作品中，齐奥尔科夫斯基证实了火箭具有完成太空飞行的能力。

1857年9月17日生于俄国伊热夫斯科耶镇。齐奥尔科夫斯基童年的时候不幸得了猩红热，留下耳聋的后遗症。从此，他无法上学，甚至连小朋友们的游戏也无法参加了。然而，他并不孤独，他蹲在家里，开动脑筋，给自己制作玩具。父母和亲友见他小小年纪，用那一双灵巧的手，制出许多精美的自动玩具，惊奇极了。他爱读书爱学习，他在父亲书房里如饥似渴地阅读着科技书籍。

也许任何一个伟大的人物，早期遭受的各种磨难都是他成为伟大人物的必备条件。康斯坦丁由于耳聋与外界断绝了联系，却从此走上了独立思考、善于幻想的道路。在学习书本知识的同时，他通过各种方式对自己掌握的知识进行检验。有一次，他自己做了一个量角器，没有出屋就测量出了与远处的火警望台的距离是284米。然后，他又步行进行校验，结果完全正确，这使他对科学的信心倍增，他开始了解到理论知识对实践生活的指导意义。

他从家乡来到莫斯科。莫斯科有大图书馆，使他不再感到书籍的缺乏。整整3年时间，他在这里自学了多门中学和大学课程，尤其是高等数学。他关于宇宙航行的思想似乎就是在这个时期产生的，这有他后来一篇自传中的话为证：“宇宙空间交通的思想从没有离开过我，并促使我研究高等数学。”自学生活是很艰苦的，他吃得很差，有时几个月里除了黑面包和水以外什么也没有。

1877年秋，齐奥尔科夫斯基通过了乡村中学教师资格考试。四个月后，他被任命为卡卢加省波罗夫县一个中学的数学教师。在波罗夫县，他租了两间房子住了下来，房东是一个寡妇，有一个女儿叫索科洛娃。齐奥尔科夫斯基自己搞了一个实验室，一边教书，一边开始独立的研究工作。后来他与索科洛娃结了婚。

1881年，齐奥尔科夫斯基对气体理论进行了大量思考和研究，并完成了一篇论文，送交彼得堡的物理和化学学会。学会的科学家看到齐奥尔科夫斯基的论文后十分惊讶。因为论文的内容和结论完全正确，但这一问题早在二十多年前就已得到了圆满解决。科学家们没有把这个年轻人看作是骗子或剽窃者。他们认为：这位年轻学者可能与外界缺乏联系，并不知道他的"发现"已经问世多年了。著名科学家门捷列夫给齐奥尔科夫斯基写了一封措辞谨慎的信，对他的工作和成绩表示赞赏，还对他进行鼓励，希望他将来取得更大成果。

1883年早春，他写成了自己的第一篇论文，题为《自由空间》，其中首次提出宇宙飞船的运动必须利用喷气原理。而他关于喷气式发动机整套理论的论文《利用喷气式器械探测宇宙空间》，阐述火箭飞行理论，论述了将火箭用于星际交通的可能性，首创液体燃料火箭的设想和原理图，他说明了火箭在星际空间飞行和从地面起飞的条件。提出为实现飞往其他行星的设想，必须设置地球卫星式的中间站。

这是他一生中最重要的学术著作，其中通过计算证明了只有用多级火箭才能飞出地球，提出了用煤油和液态氧等液体燃料代替固体燃料作为火箭推进剂的设计思想，论证了火箭采取流线形的必要性，画出了火箭结构示意图，并且给出了成为宇宙航行基本公式的火箭速度公式。齐奥尔科夫斯基在人类宇航史的理论奠基人地位由此确定。

他撰写了超过400件作品，包括大约90篇关于太空旅行和相关科目的出版物。 他的作品涉及火箭的设计、转向推进器、多级增压器、空间站、用于将太空船引入空间真空的气闸，以及为空间殖民地提供食物和氧气的闭合循环生物系统。他的成就也被欧美广泛承认，德国航天先驱奥伯特曾在致齐奥尔科夫斯基的信中说：“您已经点燃了火炬，我们绝不会让它熄灭。让我们尽最大的努力，以实现人类最伟大的梦想。”