칼루가에서의 치올콥스키 국립박물관
세르게이 퍄타코브/ 리아노보스티
출처: 루노브/ 리아노보스티
1885년, 고무로 만든 열기구 풍선만이 하늘로 올라갈 수 있던 그때 스물여덟 살 치올콥스키는 전체를 금속으로 만든 세계 최초 비행선 제작 이론을 완성했다. 이 금속 비행선은 성능뿐 아니라, 폭발 위험이 큰 수소 대신 뜨거운 공기를 연료로 사용했다는 점에서 기존 비행체를 능가했다. 하지만 치올콥스키가 비행선 제작을 위해 보조금 교부를 신청했을 때 돌아온 답은 거절이었다. 거의 50년이 지나서야 소련 공장 직원들의 계산 덕에 치올콥스키의 구상이 옳다고 증명되었다.
오늘날 우리가 알고 있는 형태 그대로의 비행기가 출현할 것을 예고했던 치올콥스키의 아이디어가 하나 더 있다. 하지만 이 아이디어도 동시대 학자들의 반향을 얻지 못했다. 치올콥스키는 비행기는 '날아오르는 새의 모습을 포착한' 형태로 만들어야 한다고 생각했다.
출처: 이고리 비노그라도프/ 리안보스티
그는 날갯짓을 흉내 낸 기존 모형들의 단점을 지적하며, 금속 구조물을 사용해 유선형의 비행기를 만들어야 하며 그렇게 하면 속도를 크게 높일 수 있다고 주장했다. 그의 건설적인 아이디어들은 라이트형제, 산토스-뒤몽, 브와쟁 형제 등 다른 발명가들의 최종 프로젝트들보다 더 진보적이었다.
치올콥스키는 19세기의 마지막 몇 년을 제트기 사용 이론 연구에 쏟는다. 그는 로켓이 우주비행을 할 수 있는 유일한 비행체임을 증명했다. 그가 그린 도면에서 로켓은 장방형의 금속 구조물처럼 보인다. 이 도면과 이후에 발표된 문건에서 치올콥스키는 액체 추진제 로켓 엔진, 가스 사용 비행 조종타(가스 러더), 지금도 로켓 발사체를 만들 때 사용하는 수많은 다른 아이디어를 선보인다.
출처: 세르게이 퍄타코브/ 리아노보스티
우주로 비행체를 발사하기 위해 치올콥스키가 공학적인 부분만 연구한 것은 아니다. 그는 비행체가 지구의 중력을 극복할 수 있는, 다시 말해 지구의 궤도를 벗어나 우주 공간으로 날아갈 수 있게 하는 공식을 완성했다. 몇 년이 흐르고 치올콥스키는 지상으로(오늘날 우주선 착륙을 위해 사용하는 땅) 선체가 하강할 때 가장 적합한 비행경로를 계산해냈다. 이 말은 곧 아직 세상에 등장하지도 않은 물체가 어떤 경로로 지구로 다시 돌아올지를 치올콥스키가 미리 알았다는 뜻이다.
콘스탄틴 치올콥스키. 출처: 과학박물관/Global Look Press
20세기가 시작되고 1920년대에 이르자 치올콥스키는 다단 로켓을 고안하고 그것을 '로켓 열차'라고 불렀는데, 이 아이디어를 기반으로 훗날 세계 최초의 우주선이 제작된다. 1935년 <로켓의 최대 속도>라는 논문에서 치올콥스키는 당시 기술 수준으로 지구에서 제 1 우주속도(first cosmic velocity, 지구의 중력을 이겨내고 지구 둘레를 돌 때의 속도)에 도달하려면 다단 로켓을 활용할 수밖에 없다고 주장했다. 이 주장은 오늘날도 타당한 것으로 인정된다. 최첨단 우주 발사체가 모두 다단식이기 때문이다. 1961년 4월 12일 인류 최초로 인간을 우주로 데려간 소련의 유인 우주선 '보스토크 1호' 또한 다단식이었다.
