1857年，齐奥尔科夫斯基出生于俄国卡卢加，10岁时不幸得了严重的猩红病，病愈后落下了耳聋的残疾，由于双耳失聪无法继续上学，他就在母亲的辅导下自学。16岁时，父亲送他到莫斯科，在一位贫苦的妇女家中找到了一个角落住下来，然后到附近的图书馆中借书刻苦自学。在那里他学习了高等数学、理化，并通过自己的顽强努力当上了中学教师。在三年的自学时间里，他每月只花90戈比买黑面包以维持生活，把父亲每月寄给他的大约有15卢布的生活费的大部分都用于买书籍、实验仪器和用品。有一次，为了买材料做飞行器，他连续三天滴水未进，饿得晕了过去，幸亏房东及时发现，才免丢性命。
他肚子里装的是黑面包，脑子里却充满着幻想和雄心勃勃的计划。在这个时候，星际航行问题更像磁石一样吸引着他的心。一次，他在物理学中学到每一个作用力都会有一个大小相等、方向相反的反作用力存在，为了搞清这一问题的实质，他并没有停留在这个定律的本身，他进一步大胆设想，如果地球发生爆炸，而且全炸成了碎片，那么地球碎片的引力中心仍然会继续保存在地球绕太阳运行的轨道上。这样，他就首先抓住了“引力中心不变定律”，这个定律是解决宇宙航行中的一个基础理论问题。他对火箭原理进行系统研究，他认为，作为火箭的工作环境——行星际空间，那里肯定是处于绝对真空状态，经过广泛的研究，他的结论是，只有火箭才是实现宇宙航行的最理想的交通运载工具。经过详细的计算后他发现，只有多级火箭才能把宇宙飞船送进太空，他指出，燃料烧尽后的火箭质量越大，火箭的性能越好；发动机的喷管排出的气体速度越快，火箭的速度越大，由此，他提出了宇宙航行中最重要、最基本的公式，还提出要到其他星际上去旅行，必须经过真空区域，这样，在载人的宇宙飞船中必须携带空气，而且飞船中必须有绝对密封座舱。
齐奥尔科夫斯基在研究和学习中从不放过任何一个微小的细节，养成了彻底研究任何问题的良好习惯，为宇宙航行提出了奠定基础的理论，后来他被誉为“火箭之父”。
在巴洛夫斯克县城中学任物理教师时，他利用业余时间研究空气动力问题。为了测定气流的阻力，一次刮大风时，他披着床单，迎着风猛跑；冬天，坐着带帆的雪橇在冰上飞速滑行；春天，在泥泞的道路上拉着风筝跑。由于他平时沉默寡言，周围的邻居们因不了解他为什么要这样做，认为他是一个疯子。
在艰难困苦中他付出一系列艰辛的、甚至是无用的劳动，面对别人的误解，他毫不气馁。1881年，他写出一篇论文，由于消息闭塞的原因，这种论文20年前就有人已写出来了。1883年和1885年，他又发表了两篇科幻小说《在月球之外》和《关于地球和天空幻想及万有引力效应》。在这两本科幻小说中，他生动有趣地讲述了宇宙航行事业，而且首先提出了发射人造地球卫星的设想。可这触犯了把持俄国皇家技术协会的老爷们，他们把齐奥尔科夫斯基的著作看作为“异端邪论”。当时莫斯科一家杂志发表了一幅漫画，讽刺他头顶地，脚朝天，腋下还夹着大大小小的星球，他的妻子和孩子们也因此受到了嘲讽。这把吞噬巨人的社会邪火并没有磨灭齐奥尔科夫斯基的坚强意志，他的房间像一个作坊，里面摆满各种各样的仪器、机械和模型。他常给孩子们表演火花放电、遥控电铃，还让孩子们的头发在静电作用下一根根竖起来，引得孩子们又怕又想试。
齐奥尔科夫斯基安慰妻子和孩子们“不要跟别人一般见识”，自己则继续进行飞行力学研究，他自制了俄国的第一个风洞和各种飞行器模型，用风洞实验研究空气阻力问题，使他发现阻力的大小决定于物体的形状和气流的速度，他把这些研究成果立即写成论文，寄给彼得堡科学院，但他又一次遭到冷遇。然而几年后，法国人爱菲里的同样结论却得到了公认。(www.xing528.com)
经过多年努力研究，他又在金属飞行器的研究上取得了成果，他的论文发表后，得到了俄国著名科学家门捷列夫和斯托列托夫等人的高度赞赏。1887年，他被邀请到莫斯科自然科学爱好者协会作报告，这在自然科学界引起了巨大反响。斯托列托夫想帮他在莫斯科找个工作，并嘱咐他立即把报告的资料和模型寄去。当他高高兴兴回到巴洛夫斯克时，由于邻居家起火，家里也遭殃了，他家被烧得精光，他辛辛苦苦研究十几年的成果和资料也全部化为灰烬。
可是体弱多病，两耳失聪的齐奥尔斯基却依然在奋斗着，他决心从头开始，重新整理资料重新制造模型。这样，他又整整花了三年时间，把全部材料寄给了斯托列托夫教授，教授把他推荐给皇家技术协会航空部。不过，他仍没有得到重视，但他并没有改变自己的追求，其研究成果也终于得到世人的认可。1967年，人们在他的家乡卡卢加建立了齐奥尔科夫斯基国家宇航史博物馆，以纪念他对航天事业作出的巨大贡献。
齐奥尔科夫斯基的一生是艰难的一生，然而，他却有一位好妻子——房东的女儿瓦琳卡，瓦琳卡不顾别人的闲言碎语毅然嫁给了他。有了孩于后，他们本已很困难的生活更加窘困了，但他们没有被生活压倒，他的妻子一次又一次帮他渡过难关。
在沙皇统治的漫长时代中，齐奥尔科夫斯基写了大约130篇论文和著作。他的艰难处境和他不懈的奋斗精神一度引起国内外的注意。十月革命前夕，设在伦敦的宇宙飞行中心写信给他，欢迎他去英国工作，并答应提供优厚的生活待遇和最好的工作条件，他却坚决予以拒绝。他在回信中说：“我是俄国人，我住在俄罗斯，哪儿也不去！我的研究是为俄罗斯祖国和全人类谋利益的！”十月革命为他开辟了广阔的道路，列宁亲自签署决定，赞誉他是“卡卢加州的天才”，并经常予以物资帮助，还十分关心他的著作出版，他的生活条件和工作条件有了极大的改善，大量著作得到了出版。
1919年，他被选为全苏社会主义研究院院士，75岁高龄之际，被任命为研制同温层气球的总指挥。1935年9月19日，这位为人类开辟了宇宙航行理论的先驱者与世长辞了，终年78岁。临终前，他在遗书中写道：“是十月革命给我这个自学者开辟了广阔的道路，我的成绩应该归功于党，归功于人民。我把自己的唯一的财产——全部著作和研究成果，献给布尔什维克党和苏维埃祖国。”
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