Constantin Tsiolkovski

Chapitre 1 · 1857 – 1866 Le ballon de collodion

Un jour, dans une maison de la province de Riazan, une mère montre à ses enfants un jouet. C’est un tout petit ballon de collodion, une pellicule transparente, gonflé à l’hydrogène. L’un des garçons a huit ou neuf ans. Soixante ans plus tard, devenu le théoricien du vol spatial, Constantin Tsiolkovski placera ce ballon parmi les premiers souvenirs de sa vie.

Ijevskoïe, province de Riazan

Constantin Edouardovitch Tsiolkovski naît le 5 septembre 1857 du calendrier russe d’alors, soit le 17 septembre du nôtre, au village d’Ijevskoïe, dans le district de Spassk de la province de Riazan, au sud-est de Moscou.

Son père, Edouard Ignatievitch, est d’origine polonaise. Il est forestier au service de l’État. Sa mère, Maria Ivanovna, née Ioumacheva, est russe. La famille est nombreuse et vit de peu.

Tsiolkovski a décrit ses parents en trois phrases, dans les notes qu’il envoya en 1926 à son biographe Nikolaï Rynine. « Mes parents étaient pauvres. Mon père était un raté, un inventeur et un philosophe. Ma mère, disait mon père, avait l’étincelle du talent. » Il ajoute que, du côté maternel, il y avait dans la famille des gens très capables.

Ces trois phrases sont à peu près tout ce qu’il a voulu dire de son origine. Il prévient d’ailleurs Rynine, dans la lettre qui accompagne ses notes : elles ne lui plairont peut-être pas, mais il n’a rien d’autre à offrir, et il ne faut même pas lui en demander davantage.

Un rêve d’avant les livres

En 1911, dans la préface d’un article, il remonte plus loin encore que le ballon. Son rêve favori de toute petite enfance, écrit-il, avant même de savoir lire, était la conscience confuse d’un milieu sans pesanteur, où l’on pourrait se déplacer librement dans tous les sens, plus librement qu’un oiseau dans l’air. D’où lui venait ce désir, il ne saurait le dire. Il n’avait jamais lu d’histoire de ce genre. Il percevait obscurément un tel lieu, et il le souhaitait.

Il y a là, avoue-t-il, quelque chose qu’il ne s’explique pas. Il lui semble, sans en être sûr, que l’élan vers le Soleil et le désir d’échapper aux chaînes de la pesanteur l’ont accompagné depuis toujours.

On peut prendre ce souvenir pour ce qu’il est : le récit qu’un homme de cinquante-quatre ans fait de son enfance, au moment où il cherche à comprendre d’où lui est venue son idée fixe. Mais il a une valeur. Tsiolkovski ne se présente pas comme un ingénieur venu à l’espace par les machines. Il se présente comme un enfant qui voulait flotter.

Les familles, les déménagements

La petite enfance se passe à Ijevskoïe, puis à Riazan, où la famille s’installe vers 1860. En 1868, le père est muté à Viatka, une ville du nord-est de la Russie d’Europe, à quelque huit cents kilomètres de Moscou. Constantin a alors dix ans, et sa vie a déjà basculé.

Car entre le ballon de collodion et le départ pour Viatka se place l’événement dont il dira qu’il a décidé de tout le reste. À neuf ans, il attrape la scarlatine.

Sources : autobiographie de K. E. Tsiolkovski (1926) et lettre du 11 juin 1926, dans N. A. Rynine, K. E. Tsiolkovskii, Life, Writings, and Rockets (Leningrad, 1931), traduction NASA TT F-646, 1971, p. 2 ; préface de Tsiolkovski à son article de 1911 (Vestnik Vozdoukhoplavania, n° 19), citée par Rynine, p. 28 ; pour les noms et les dates de la famille, notices Wikipédia en russe et en anglais (sources tertiaires).

Chapitre 2 · 1866 – 1873 La scarlatine

« À neuf ans, j’ai perdu l’ouïe après une scarlatine, et je ne l’ai retrouvée que très lentement. » Constantin Tsiolkovski raconte la suite sans s’apitoyer. Avec les enfants de son âge et en société, il se retrouve souvent dans des situations gênantes. Sa surdité le rend ridicule. Elle l’éloigne des gens. Et, « par pur ennui », il se met à lire, à se replier sur lui-même et à rêver.

Ce que la surdité a fait

Il ne restera pas tout à fait sourd, mais il n’entendra plus jamais bien. Il suit mal une classe. Cela lui ferme presque l’école, et tout ce que l’école ouvre.

Il a analysé lui-même, à soixante-huit ans, ce que cette infirmité avait produit. D’abord une blessure d’amour-propre. Il avait été humilié, écrit-il, et il a cherché à s’affirmer. Il caressait des pensées de grandes actions. À onze ans, il s’est mis à écrire des poèmes qu’il qualifie d’idiots.

Ensuite une habitude. N’ayant pas de maîtres et peu de livres, il a dû trouver les choses seul. Il s’y est tellement accoutumé que, devant un manuel, il lui était plus facile de démontrer un théorème que d’en chercher la démonstration dans le livre. Il ajoute honnêtement qu’il n’y parvenait pas toujours.

Enfin un prix à payer, qu’il n’a jamais cessé de sentir. Sa surdité partielle depuis l’enfance, écrit-il, l’a laissé sans aucune expérience de la vie courante et sans relations. C’est peut-être pour cela, conclut-il en 1926, qu’à soixante-huit ans il n’a pas accompli grand-chose et n’a connu aucun succès notable. L’homme qui écrit cette phrase a déjà publié l’équation qui porte son nom.

Viatka, le lycée, la mort de la mère

À Viatka, il entre tout de même au lycée, en 1869. D’après ses biographes russes, il y redouble une classe et le quitte en 1873 sans avoir terminé. Lui-même n’en dit rien dans son autobiographie, sinon ceci : sa surdité l’a privé de la possibilité d’aller à l’école, et il a dû plus tard passer des examens pour obtenir son certificat.

À l’automne 1870, sa mère meurt. Il a treize ans. De cela non plus, il ne dit rien à Rynine.

Des tours, un chariot, une turbine

Ce qu’il raconte, ce sont ses machines. À quatorze ans, il lit dans un manuel de physique, celui du Français Ganot, quelques pages sur les ballons. Il essaie de gonfler à l’hydrogène un sac de papier de soie. L’expérience échoue. C’est vers ce moment, pense-t-il, qu’il se prend d’intérêt pour le vol mécanique, avec des ailes.

Il fabrique des tours rudimentaires, sur lesquels on peut vraiment tourner des pièces. Il construit toutes sortes de mécaniques. La plus réussie est un chariot conçu pour être poussé par le vent. Le modèle marche très bien. Il le pose sur une planche, sur le toit de la maison, et le chariot avance contre le vent. « Mon père était très content », écrit-il. On le faisait descendre du toit pour qu’il montre le modèle aux invités, dans la chambre. Là, il faisait le vent avec un soufflet, et l’expérience réussissait aussi.

Encouragé, il entreprend un véhicule à sa taille, pour voyager lui-même. Il achète des clous et des bricoles avec l’argent de ses déjeuners. L’entreprise tourne court. Il en donne trois raisons, dans cet ordre : il a manqué de patience et de matériaux ; il était fatigué d’avoir faim ; et il a compris que, de toute façon, cela ne marcherait pas.

À la même époque, un autre de ses modèles roule sur le plancher : un chariot mû par une turbine à vapeur.

Le ballon de métal

Vers quinze ou seize ans, il apprend les mathématiques élémentaires. Il peut alors entrer plus avant dans la physique. Les ballons l’occupent toujours. Il se pose une question précise : quelle taille doit avoir un ballon dont l’enveloppe serait en métal, d’une épaisseur donnée, pour emporter des hommes ?

Il trouve la réponse, et elle le frappe. Plus le ballon est grand, plus son enveloppe peut être épaisse. Le volume, qui porte, grandit plus vite que la surface, qui pèse. En voyant assez grand, on peut donc faire un ballon tout en métal.

« Dès lors, l’idée du dirigeable métallique ne m’a plus quitté. » Elle ne le quittera pas en effet. Il s’en lassera parfois, s’occupera d’autre chose pendant des mois, et y reviendra toujours. Il consacrera à ce dirigeable, qui ne sera jamais construit, autant d’efforts qu’à ses fusées.

En 1873, son père décide de l’envoyer à Moscou. Il a seize ans.

Sources : autobiographie de K. E. Tsiolkovski (1926), dans N. A. Rynine, K. E. Tsiolkovskii, Life, Writings, and Rockets (1931), trad. NASA TT F-646, p. 2-4 et 8-9 ; pour le lycée de Viatka, la mort de la mère et le départ pour Moscou, notice Wikipédia en russe (source tertiaire).

Chapitre 3 · 1873 – 1876 La nuit dans les rues de Moscou

Il a seize ans, il est à Moscou, et il croit avoir trouvé le moyen de s’élever jusqu’aux étoiles. L’idée lui est venue en étudiant la force centrifuge. Il est si agité qu’il ne peut pas dormir. Toute la nuit, il erre dans les rues, en retournant dans sa tête les conséquences de sa découverte. Au matin, il voit le défaut de sa machine. « Ma déception fut aussi forte que mon exaltation l’avait été », écrira Constantin Tsiolkovski.

Trois ans de pain

Son père l’a envoyé à Moscou à l’été 1873. D’après ses biographes russes, il devait y entrer dans une école technique. Il n’y entre pas. Il y reste trois ans, et il s’y instruit seul.

Les mêmes biographes décrivent une vie de privations. Il vit avec dix à quinze roubles par mois et se nourrit de pain et d’eau. Ses journées se passent dans une bibliothèque publique. On a souvent écrit qu’il y avait rencontré le bibliothécaire et philosophe Nikolaï Fiodorov, pour qui l’humanité devait un jour quitter la Terre et peupler le ciel. Les dates rendent la chose incertaine, et Tsiolkovski n’en parle pas dans le récit qu’il a remis à Rynine.

Ce qu’il dit, lui, tient en quelques lignes. Il n’a pas étudié de façon systématique. Il lisait seulement ce qui pouvait l’aider à résoudre les problèmes qui l’intéressaient et qu’il jugeait importants. C’est ainsi qu’il a appris les mathématiques, par nécessité, problème après problème.

La force centrifuge

Parmi ces problèmes, il y en a un qu’il place au-dessus des autres : sortir de la Terre. Les historiens soviétiques qui ont dépouillé ses papiers confirment que son intérêt pour le voyage interplanétaire remonte à ces années de Moscou, entre 1873 et 1876, bien avant qu’il ait pensé à la fusée.

Son premier outil est la force centrifuge, celle qui tire vers l’extérieur un objet qu’on fait tourner. Une pierre dans une fronde tend à s’échapper. Ne pourrait-on pas faire tourner quelque chose assez vite pour que cette force l’emporte sur la pesanteur, et soulève une machine ? Il le croit, une nuit durant.

Au matin, il voit que son invention a un défaut de principe. Il ne dit pas lequel. On peut seulement rappeler la loi qu’il énoncera lui-même dix ans plus tard : une machine fermée ne se déplace pas par ses seuls mouvements intérieurs, pas plus qu’on ne se soulève en tirant sur ses propres cheveux. Il faut rejeter quelque chose au-dehors.

L’erreur était féconde. La force centrifuge ne permet pas de décoller, mais elle est bien ce qui tient un satellite en orbite : lancé assez vite à l’horizontale, un corps ne retombe plus, parce que sa tendance à filer tout droit équilibre exactement la pesanteur. Tsiolkovski s’en servira en 1895 pour décrire une lune artificielle de la Terre.

« Je rêve encore »

Cette nuit a compté. « Elle a laissé en moi une marque durable », écrit-il. Trente ans après, il lui arrivait encore de rêver qu’il montait vers les étoiles dans sa machine, et il éprouvait dans ces rêves la même excitation que pendant cette nuit mémorable.

Il raconte dans le même souffle une autre illusion de jeunesse. Il a consacré quelques efforts au mouvement perpétuel, cette machine qui tournerait toujours sans rien consommer. Par chance, dit-il, il a découvert en quelques heures qu’il partait d’une mauvaise compréhension du magnétisme.

Deux faux départs, donc, et il les avoue tous les deux. C’est sa manière. Tsiolkovski n’a jamais prétendu avoir eu raison du premier coup. Il a écrit plus d’une fois qu’il avait redécouvert, faute de livres, des choses connues depuis longtemps, et qu’il s’était souvent trompé. Mais il y gagnait, ajoute-t-il, de développer son raisonnement et son esprit critique.

Le retour

En 1876, son père le fait revenir à Viatka. Selon une notice, il s’inquiétait de le voir s’épuiser. Constantin a dix-neuf ans. Il gagne sa vie en donnant des leçons d’algèbre et de géométrie.

Il rapporte de Moscou l’habitude d’apprendre seul, y compris les mathématiques supérieures. Il dira pourquoi il s’y est mis. « L’idée du voyage dans l’espace me poursuivait sans cesse. C’est elle qui m’a poussé à étudier les mathématiques supérieures. »

Sources : autobiographie de K. E. Tsiolkovski (1926), dans N. A. Rynine, K. E. Tsiolkovskii, Life, Writings, and Rockets (1931), trad. NASA TT F-646, p. 3-4 ; V. N. Sokolsky, dans First Steps Toward Space, Smithsonian Annals of Flight n° 10, 1974, p. 269 ; pour les conditions de vie à Moscou, la bibliothèque et le retour à Viatka, notices Wikipédia en russe et en anglais (sources tertiaires).

Chapitre 4 · 1878 – 1879 Le cahier de Riazan

Les archives de l’Académie des sciences conservent un cahier d’écolier de dix-huit pages. Constantin Tsiolkovski l’a rempli à Riazan en 1878 et 1879, à vingt et un et vingt-deux ans, pendant qu’il attendait un poste de maître d’école. On y trouve des croquis de véhicules et d’appareils, des schémas, des notes au crayon. C’est le plus ancien document où l’on voie sa main dessiner l’espace.

Une famille qui se défait

En 1878, son père prend sa retraite et la famille revient à Riazan. Elle a rétréci. D’après ses biographes russes, Constantin a perdu un jeune frère, mort du typhus à Viatka en 1876, et une sœur l’année précédente. Son père mourra en janvier 1881.

En novembre 1878, il est réformé du service militaire, à cause de sa surdité et de sa myopie. Il lui faut un métier. Il n’a aucun diplôme. Il choisit le seul qui soit à sa portée : instituteur.

Des souris dans une machine tournante

En attendant, il fait des expériences. Les éditeurs soviétiques de ses œuvres ont résumé ce que montre le cahier. Tsiolkovski se demande ce qu’une forte accélération fait à un être vivant. Il a construit lui-même une machine rotative. Il y place des souris, des poussins, des insectes, et il les fait tourner, pour voir quelle augmentation de leur poids ils supportent.

Nous sommes en 1879. Personne ne songe à envoyer un être vivant dans l’espace. Mais lui s’est déjà posé la question qui commandera plus tard toute la conception des vaisseaux habités : le départ exige une accélération brutale, et il faut savoir ce que le corps endure. Il a compris aussi qu’on peut le savoir sans quitter le sol, en remplaçant l’accélération d’un départ par celle d’une rotation. C’est le principe des centrifugeuses où s’entraînent les astronautes.

L’historien soviétique V. N. Sokolsky confirme la date : en 1878-1879, Tsiolkovski commence ses dessins d’astronomie et propose un dispositif pour étudier l’effet de l’accélération sur les organismes vivants.

Ce que le cahier contient

Les pages publiées en 1960 portent des dessins légendés de quelques mots. On y voit qu’un projectile lancé ou en chute n’a pas de poids. On y voit que, dans une voiture qui démarre ou qui freine, une pesanteur horizontale s’ajoute à la pesanteur de la Terre, et que la pesanteur ressentie devient oblique. On y voit deux hommes debout dans une même pièce, à angle droit l’un de l’autre. On y voit qu’un liquide entraîné en rotation change de forme. On y voit enfin que, dans un espace sans pesanteur, un mouvement en courbe fait naître une pesanteur apparente, proportionnelle à la courbure du trajet et au carré de la vitesse.

Tout cela est juste. Et tout cela servira. La pesanteur apparente créée par la rotation deviendra, dans ses livres, le moyen de rendre un poids aux habitants des stations. L’absence de poids d’un corps en chute deviendra la condition ordinaire de la vie en orbite.

Les éditeurs y voient les brouillons d’un texte qu’il écrira quatre ans plus tard, « Espace libre ».

L’examen

En septembre 1879, il se présente comme candidat libre à l’examen qui donne le titre de maître des écoles de district. Ses biographes russes ont retrouvé les épreuves : instruction religieuse, russe, arithmétique et algèbre. Il est reçu.

En janvier 1880, il est nommé maître d’arithmétique et de géométrie à l’école de district de Borovsk, une petite ville de la province de Kalouga, à une centaine de kilomètres au sud-ouest de Moscou. Il a vingt-deux ans. Il enseignera pendant quarante ans.

Sources : « Pages from a Young Man’s Notebook » et essai de B. N. Vorobiov, dans K. Tsiolkovsky, The Call of the Cosmos (Moscou, 1960), p. 453 et 471-472 ; V. N. Sokolsky, dans First Steps Toward Space, p. 269 ; autobiographie (1926), dans N. A. Rynine, trad. NASA TT F-646, p. 4 ; pour la famille, la réforme et l’examen, notice Wikipédia en russe (source tertiaire).

Chapitre 5 · 1880 – 1883 Vingt-quatre ans de retard

En 1881, dans la petite ville de Borovsk, un jeune maître d’école achève un mémoire de physique. Il y établit, à partir de rien, la théorie qui explique la pression et la chaleur d’un gaz par l’agitation de ses molécules. Il l’envoie à Saint-Pétersbourg, à la Société russe de physique et de chimie. La réponse lui apprend que cette théorie existe déjà. Constantin Tsiolkovski résumera l’épisode d’une phrase : il avait développé la théorie des gaz sans savoir qu’il avait vingt-quatre ans de retard.

Le maître d’arithmétique

Borovsk est une petite ville de la province de Kalouga. Tsiolkovski y enseigne l’arithmétique et la géométrie à l’école de district. D’après ses biographes russes, il épouse le 20 août 1880, dans un village voisin, Varvara Evgrafovna Sokolova, fille d’un prêtre. Les mêmes biographes notent que, le jour de son mariage, il achète un tour.

Ils auront sept enfants. La première, Lioubov, naît en 1881. Viendront ensuite Ignati, Alexandre, Ivan, Leonti, Maria et Anna.

Il dira qu’il a toujours été un maître dévoué, et qu’il rentrait de l’école épuisé, ayant dépensé là le plus gros de ses forces. Ce n’est que le soir qu’il pouvait faire ses calculs et ses expériences.

Trois mémoires

Entre vingt-trois et vingt-quatre ans, il adresse à la Société de physique et de chimie trois travaux : une théorie des gaz, une mécanique du corps animal et une étude sur la durée du rayonnement des étoiles.

Il le reconnaît sans détour : ces travaux étaient dépassés. D’autres avaient traité ces sujets avant lui. Dans son isolement, il n’avait aucun moyen de le savoir. Les livres étaient rares, et peu lui étaient accessibles.

La Société aurait pu le renvoyer à ses élèves. Elle fait le contraire. Elle le traite, écrit-il, avec beaucoup de considération, et cela l’encourage. Quarante-cinq ans plus tard, il nomme encore ceux qui l’ont lu : « Ils m’ont peut-être oublié, mais je me souviens de Borgman, de Mendeleïev, de Van der Vliet, de Bobylev, et surtout de Setchenov. »

Dmitri Mendeleïev est le chimiste du tableau périodique. Ivan Setchenov est un grand physiologiste russe. C’est à lui que Tsiolkovski a envoyé la première partie de son étude sur le corps animal. D’après l’éditeur soviétique de ses récits, Setchenov s’y est intéressé et lui a conseillé de la terminer. Il n’y parviendra que quarante ans plus tard.

Ses biographes ajoutent que la Société l’a admis parmi ses membres. Un instituteur sourd, sans diplôme, qui vit loin de toute bibliothèque scientifique, vient d’entrer dans le monde savant par la poste.

Ce que valait le retard

Refaire seul une théorie qui a vingt-quatre ans n’est pas rien. Cela prouve qu’on est capable de la trouver. Tsiolkovski en a tiré une idée de lui-même qu’il gardera : il n’a pas de maître, mais il sait aller au bout d’un raisonnement.

Il en a aussi tiré une méfiance. Il a écrit plus d’une fois que le manque de livres l’avait obligé à tout établir par lui-même, et que cela avait développé son esprit critique. Il pense avoir toujours été, par nature, un original. Sa surdité et l’isolement qu’elle lui imposait n’ont fait que renforcer ce penchant.

La contrepartie se verra toute sa vie. Il emploie ses propres notations, des lettres russes dans ses formules, là où tout le monde écrit en lettres latines. Il illustre ses équations par des tableaux de nombres, jamais par des courbes. L’ingénieur Mikhaïl Tikhonravov, qui éditera ses œuvres en 1947, notera que ces habitudes rendent ses textes difficiles à lire pour ceux qui ont appris la science dans les écoles.

Les machines à vapeur

Entre vingt-cinq et vingt-huit ans, il s’occupe de perfectionner la machine à vapeur. Il en construit une en métal, et une autre dont le cylindre est en bois. Les deux étaient mal faites, dit-il, mais elles marchaient. Il fabrique aussi d’assez bons ventilateurs et diverses pompes. Il ne les vend pas. Il les fait à titre d’essai, et pour s’en servir quand il soude ou forge.

Puis il renonce. Il a vu, écrit-il, combien il était peu efficace, techniquement, quand il s’agissait de mettre ses idées en pratique. La phrase est d’un homme lucide. Il sait désormais qu’il n’est pas un constructeur. Sa force est ailleurs : poser un problème, le calculer, et dire ce que la machine devra être.

C’est exactement ce qu’il fait, au printemps de 1883, dans un manuscrit qu’il ne publiera jamais.

Sources : autobiographie de K. E. Tsiolkovski (1926), dans N. A. Rynine, K. E. Tsiolkovskii, Life, Writings, and Rockets (1931), trad. NASA TT F-646, p. 4-5 ; B. N. Vorobiov, dans The Call of the Cosmos (1960), p. 460 ; M. K. Tikhonravov, introduction à Works on Rocket Technology (1947), trad. NASA TT F-243, p. 10-11 ; pour le mariage, les enfants et l’admission à la Société, notices Wikipédia en russe et en anglais (sources tertiaires).

Chapitre 6 · 1883 Espace libre

« De toutes mes forces, j’ai lancé une pierre dans la direction opposée à celle où je voulais aller. » Constantin Tsiolkovski écrit cette phrase à Borovsk, entre février et avril 1883. Il imagine un homme qui flotte dans un espace sans pesanteur et sans air, et qui veut se déplacer. Il n’a rien sur quoi s’appuyer. Il lui reste une pierre. C’est, dans ses papiers, le premier texte où il décrit la façon de se mouvoir dans le vide en rejetant de la matière.

La pierre

Le manuscrit s’intitule « Espace libre ». Tsiolkovski appelle ainsi un lieu où la pesanteur est absente, ou très faible. Il y applique les lois du mouvement de deux corps qui agissent l’un sur l’autre.

La pierre, écrit-il, part à dix mètres par seconde. L’homme, cent fois plus lourd qu’elle, part dans l’autre sens cent fois moins vite, soit à un dixième de mètre par seconde. La pierre continuera sa route dans l’espace jusqu’à ce qu’elle rencontre, peut-être dans mille ans, une grande masse qui l’attire. Si on ne la rattrape pas, elle est perdue pour toujours.

Il en tire une loi, qu’il met entre guillemets : sans perdre de matière, le mouvement dans l’espace libre est impossible.

Le tonneau

Lancer des pierres une à une donne un mouvement par à-coups. Il passe donc à un jet continu. Prenons, dit-il, un tonneau rempli d’un gaz fortement comprimé. Si l’on ouvre un de ses robinets, le gaz s’échappe en un courant régulier, et l’élasticité du gaz, qui repousse ses particules dans l’espace, repousse aussi le tonneau, sans arrêt.

Il va plus loin. Avec assez de robinets, six, écrit-il, on peut régler la sortie du gaz de telle sorte que le mouvement du tonneau dépende entièrement de la volonté de celui qui les manœuvre. Le tonneau suivra n’importe quelle courbe, à n’importe quelle allure.

Il voit aussitôt la limite. Ce mouvement à volonté ne dure que tant qu’il reste du gaz : des minutes, des heures ou des jours. Ensuite, le tonneau file en ligne droite à vitesse constante, et l’on n’y peut plus rien.

Ce tonneau à six robinets est très exactement ce que les ingénieurs appellent aujourd’hui un système de contrôle d’attitude à gaz froid. Les satellites et les vaisseaux habités s’orientent ainsi, en lâchant de petits jets de gaz par des tuyères disposées dans plusieurs directions.

Le croquis du 9 mars

Une page du manuscrit porte un dessin, daté du 9 mars 1883 dans le calendrier russe. C’est la coupe d’un vaisseau. À droite, un canon tire des projectiles sphériques : le recul de chaque coup pousse l’engin. Au centre, des gyroscopes, des toupies dont la rotation permet de changer l’orientation du vaisseau dans l’espace sans rien rejeter.

Le texte ne contient aucun calcul de trajectoire. L’historien V. N. Sokolsky le souligne : il n’y a pas de données quantitatives, toutes les conclusions reposent sur des raisonnements qualitatifs, et Tsiolkovski ne dit pas comment on quitterait la Terre pour arriver là. Mais la nécessité de la réaction y est clairement comprise et formulée. Le manuscrit examine aussi, note Sokolsky, les conditions dans lesquelles des plantes et des êtres vivants pourraient exister et croître dans cet espace.

Mikhaïl Tikhonravov, qui a publié ces extraits en 1947, a pris soin d’ajouter une réserve : ce qui est décrit ici, ce n’est pas la fusée, mais le principe du mouvement dans un espace sans air y est correctement indiqué.

Treize ans d’oubli

Tsiolkovski ne publie pas « Espace libre ». Le texte restera dans ses papiers. Il ne paraîtra qu’en 1954, dans l’édition de ses œuvres par l’Académie des sciences.

Lui-même semble l’avoir oublié. Tikhonravov le dit sans ménagement : apparemment, Tsiolkovski n’a plus pensé à ces pages, et treize longues années ont passé avant qu’il revienne au sujet. Il approche alors de la quarantaine. Dans l’intervalle, il s’est donné tout entier à une autre machine, celle qu’il porte en tête depuis l’adolescence.

On peut s’étonner qu’un homme tienne dans sa main, à vingt-cinq ans, le principe du vol spatial, et le range dans un tiroir. Mais en 1883, il n’a aucun moyen de passer du principe au projet. Un tonneau de gaz comprimé ne quitte pas la Terre. Il lui manque le calcul qui dirait combien de matière il faut rejeter, et à quelle vitesse, pour atteindre les étoiles. Ce calcul, il le fera en 1897.

Sources : extraits d’« Espace libre » (1883) cités par M. K. Tikhonravov, introduction à K. E. Tsiolkovskiy, Works on Rocket Technology (1947), trad. NASA TT F-243, p. 5-6 ; V. N. Sokolsky, dans First Steps Toward Space, p. 270 ; fac-similé et légende du croquis dans The Call of the Cosmos (1960), supplément ; B. N. Vorobiov, même recueil, p. 453-454.

Chapitre 7 · 1885 – 1887 Le dirigeable de métal

Au printemps 1887, un instituteur de province prend la parole devant la Société des amis des sciences naturelles, à Moscou. Il a vingt-neuf ans. Il vient exposer le projet d’un ballon dirigeable dont l’enveloppe ne serait pas en toile, mais en métal. Son manuscrit compte quatre cent quatre-vingts pages et huit cents formules. Constantin Tsiolkovski ne l’a pas apporté : il est entre les mains d’un professeur.

La décision de 1885

Il a daté lui-même le tournant. En 1885, à vingt-huit ans, il décide de se consacrer à l’aéronautique et à l’étude théorique d’un dirigeable métallique. Il y travaille deux ans, presque sans interruption.

Le temps lui manque. L’école lui prend ses journées et ses forces. Il prend alors une habitude qui en dit long : il se lève à l’aube, travaille à son traité, puis part faire la classe. Au bout de deux ans de ce régime, il souffre de maux de tête.

Pourquoi en métal

Les ballons de l’époque sont en étoffe vernie. Ils fuient, ils brûlent, ils se déforment. Pour monter ou descendre, il faut lâcher du gaz ou jeter du lest, et l’on ne peut faire ni l’un ni l’autre indéfiniment.

Tsiolkovski imagine une coque de tôle ondulée. Les ondulations courent en travers de la longueur. Elles permettent à l’enveloppe de se plier comme un soufflet : le ballon change de volume sans se déchirer. Deux poutres longent le haut et le bas de la coque. Des câbles tendus entre elles les rapprochent ou les écartent, et l’on règle ainsi la forme et le volume.

La seconde idée est de chauffer le gaz. Les gaz d’échappement des moteurs passent dans des tuyaux qui traversent l’enveloppe. En réglant ce chauffage, on dilate ou l’on contracte le gaz porteur. Le dirigeable monte ou descend sans perdre ni gaz ni lest.

Enfin, tout est calculé pour que les pièces ne travaillent qu’en traction. La coque est tenue en forme par la pression du gaz qu’elle contient. Elle peut donc être mince et légère. On reconnaîtra plus tard ce principe dans les réservoirs gonflés de certaines fusées.

Moscou

D’après ses biographes russes, c’est un inventeur de la région, Pavel Goloubitski, qui organise son voyage à Moscou. L’exposé a lieu devant la Société des amis des sciences naturelles. Tsiolkovski se souvient d’y avoir été traité avec bonté et compréhension, en particulier par un savant du nom de Iakov Weinberg.

On lui fait quelques objections. Il y répond facilement. Il ajoute une remarque d’une honnêteté rare : on aurait pu lui opposer des objections plus sérieuses, mais personne ne l’a fait, parce que le sujet était peu connu et que son manuscrit n’était pas là.

Le manuscrit, le physicien Alexandre Stoletov l’a remis pour examen à Nikolaï Joukovski, le futur fondateur de l’aérodynamique russe. Tsiolkovski ne tient pas son travail pour achevé. Il demande même qu’on ne le juge pas encore. Ce qu’il demande à la place, c’est d’être muté à Moscou, près des bibliothèques et des savants. On le lui promet. Pour une raison qu’il ignore, la mutation ne se fera jamais.

Ce que deviendra le projet

Il rentre à Borovsk. Il ne lâchera plus ce dirigeable. En 1890, il en enverra une nouvelle étude et une maquette pliante à la Société technique russe, sur la recommandation de Mendeleïev. En 1892 et 1893, il en publiera la description à ses frais. Il calculera des versions pour douze, pour cent, pour deux cents passagers, puis, en 1915, des tables allant jusqu’à des aéronefs de dix-huit cents mètres de long.

Aucun ne sera construit. Son biographe Rynine l’écrit en 1931 : des institutions privées et le gouvernement lui ont alloué de temps à autre quelques fonds pour ses maquettes, mais, faute d’un soutien régulier, il n’a jamais pu vérifier si un dirigeable en vraie grandeur était réalisable. La plus grande maquette, une coque de laiton de dix mètres de long, sera fabriquée à Moscou au milieu des années 1920.

Le dirigeable métallique est l’œuvre à laquelle Tsiolkovski a donné le plus de pages. C’est aussi celle que l’histoire a laissée de côté. Mais c’est en cherchant à savoir si l’air freinerait son ballon qu’il construira, dix ans plus tard, la première soufflerie de Russie.

Pour l’heure, il a exposé son idée à Moscou. La même année, sa maison brûle.

Sources : autobiographie de K. E. Tsiolkovski (1926) et lettre du 11 juin 1926, dans N. A. Rynine, K. E. Tsiolkovskii, Life, Writings, and Rockets (1931), trad. NASA TT F-646, p. 2 et 5-6 ; description du dirigeable par Rynine, même ouvrage, p. 17-21 ; pour le rôle de P. Goloubitski, notice Wikipédia en russe (source tertiaire).

Chapitre 8 · 1887 – 1892 L’incendie, la crue et le rêve de la Lune

« Je tombai malade, je perdis la voix, un incendie détruisit ma petite bibliothèque et mes modèles. » Constantin Tsiolkovski aligne ces malheurs en une ligne, sans une plainte. Il ajoute seulement que le gros manuscrit sur le dirigeable se trouvait alors à Moscou, chez le professeur Joukovski, et qu’il l’a donc toujours. Tout le reste de ce qu’il avait fabriqué et rassemblé à Borovsk depuis sept ans est parti en fumée.

Le feu, puis l’eau

D’après ses biographes russes, l’incendie a lieu le 23 mars 1887. Le feu prend dans une remise voisine et gagne la maison. Les livres, les instruments, les maquettes sont perdus.

L’année suivante, toujours selon eux, la maison où les Tsiolkovski se sont réinstallés est envahie par la crue de printemps.

Tsiolkovski a dit ce qu’il faisait dans ces cas-là. Il a toujours eu un atelier chez lui. Si cet atelier était détruit, par un incendie ou par une inondation, il le reconstruisait, et il l’agrandissait.

Il lui faut un an pour se remettre. « Au bout d’un an, je me rétablis un peu et je repris mon travail », écrit-il.

Deux rêveurs sur la Lune

C’est pourtant de ces années sombres que date son premier récit. Le manuscrit de « Sur la Lune » porte une mention de sa main : il l’a préparé à Borovsk, en 1887.

L’histoire commence par un réveil. Le narrateur, un jeune homme passionné d’astronomie, a rêvé qu’il se baignait. On est en hiver. Il se lève, et tout lui paraît étrangement facile. Ses pieds touchent à peine le plancher. Il soulève le bout d’une armoire pleine de livres. Il saute, monte lentement, redescend de même, saute plus haut, et se cogne la tête au plafond.

Son cri réveille son ami, un physicien, qui se livre aux mêmes surprises. Le narrateur le regarde faire avec, dit-il, la plus grande satisfaction. Puis les deux hommes cherchent à comprendre. Sont-ils devenus plus forts, ou la pesanteur a-t-elle diminué ?

Le physicien propose une mesure. Il appuie ses pieds contre le mur et tire sur un dynamomètre à ressort : sa force n’a pas changé. Puis il accroche au même ressort un poids de douze livres. L’aiguille marque deux livres. La pesanteur est donc six fois moindre. Il réfléchit un instant et ajoute : c’est exactement la pesanteur à la surface de la Lune.

Ils rient. Ils tirent les rideaux, qu’ils avaient fermés la veille à cause du clair de lune. Le narrateur recule. Le ciel est plus noir que l’encre la plus noire, et le paysage est baigné d’un soleil éclatant. Il n’y a plus de ville, plus personne.

Une leçon déguisée

La suite est un voyage. Les deux amis parcourent la Lune, observent, font des expériences. Ils constatent que le Soleil y paraît de la même taille que depuis la Terre, et en déduisent où ils sont : depuis Mars, il paraîtrait plus petit, et Mars ne reçoit que la moitié de notre chaleur. Ils découvrent la longueur du jour lunaire, la brûlure du soleil, puis le froid. La longue nuit arrive. Ils vont mourir gelés, quand le narrateur s’éveille pour de bon.

Tsiolkovski a peuplé sa Lune de plantes et de bêtes bondissantes, qui se cachent dans les crevasses ou courent après le soleil pour échapper au froid de la nuit. Les éditeurs soviétiques de 1960, d’ordinaire sévères pour ses fantaisies, ont trouvé de l’excuse à celles-ci : elles adoucissent, écrivent-ils, l’image d’une nature par ailleurs rude et impitoyable.

Le reste est de la physique exacte. Un poids pesé au ressort perd les cinq sixièmes de sa valeur, mais une balance à deux plateaux ne montrerait rien, puisque les deux plateaux s’allègent ensemble. Le ciel est noir en plein jour parce qu’il n’y a pas d’air pour diffuser la lumière. Le lecteur de 1893 apprend tout cela en croyant lire un conte.

La Société technique

À l’automne 1890, Tsiolkovski revient à son dirigeable. Par l’entremise de Mendeleïev, il envoie à la Société technique impériale russe un mémoire sur la possibilité de construire un aérostat métallique, et une maquette qui se replie jusqu’à ne plus mesurer qu’environ soixante-dix centimètres.

Il apprend bientôt par la presse que la Société a jugé ses calculs et ses idées corrects. Puis il reçoit la copie des observations du département d’aéronautique. Elles lui font, écrit-il, un grand plaisir. L’affaire n’ira pas plus loin que la discussion. Mais c’est la deuxième fois qu’une société savante lui donne raison.

Au début de 1892, il est muté. Ce n’est pas Moscou, qu’on lui avait promise. C’est Kalouga, le chef-lieu de la province, à moins de cent kilomètres de Borovsk. Il a trente-quatre ans. Il n’en repartira plus.

Sources : autobiographie de K. E. Tsiolkovski (1926), dans N. A. Rynine, K. E. Tsiolkovskii, Life, Writings, and Rockets (1931), trad. NASA TT F-646, p. 6 et 9 ; K. Tsiolkovsky, « On the Moon », dans The Call of the Cosmos (Moscou, 1960), p. 10-17, avant-propos p. 6 et note de l’éditeur p. 454 ; pour les dates de l’incendie, de la crue et de la mutation, notice Wikipédia en russe (source tertiaire).

Chapitre 9 · 1892 – 1894 Kalouga

« Je ne me rappelle pas de plus grande joie que celle que j’ai éprouvée, étant à Kalouga, en recevant les épreuves de mon mémoire. » Constantin Tsiolkovski a trente-quatre ans. Il vient de changer de ville, et son étude sur le dirigeable de métal va paraître en volume. Un de ses frères et quelques connaissances l’ont aidé à la publier.

Une ville un peu plus grande

Kalouga est une ville de province sur l’Oka, à quelque cent soixante kilomètres au sud-ouest de Moscou. Tsiolkovski y occupe le même emploi qu’à Borovsk : maître d’arithmétique et de géométrie à l’école de district. D’après ses biographes russes, son traitement est de trente-six roubles par mois. Il a une femme et quatre enfants. Un cinquième, Leonti, naît cette année-là et meurt l’année suivante, de la coqueluche.

La ville lui apporte ce que Borovsk ne pouvait pas lui donner : des gens. L’éditeur soviétique de ses récits, Boris Vorobiov, l’a noté : à Kalouga, il rencontre des personnes liées au monde des lettres, qui s’intéressent à ses recherches et s’efforcent de l’aider.

Leur aide est d’abord celle de l’imprimeur. La première partie de son étude sur l’aérostat métallique dirigeable a paru à Moscou en 1892. La seconde est imprimée à Kalouga en 1893. Puis ses nouveaux amis font passer, dans la revue moscovite Vokroug Sveta, « Autour du monde », le récit qu’il gardait depuis Borovsk. « Sur la Lune » paraît en 1893, en feuilleton, puis en volume.

Parmi ces amis figure, il le dira lui-même, le neveu du romancier Ivan Gontcharov, l’auteur d’Oblomov. C’est lui qui publiera à Moscou, deux ans plus tard, son deuxième livre de rêveries scientifiques.

Les brochures de Kalouga

À partir de 1892, Tsiolkovski ne cesse plus de publier. Son biographe Rynine a dressé en 1931 la liste de ses écrits imprimés. Elle remplit quatre pages. On y trouve des articles dans des revues de Moscou, de Saint-Pétersbourg et d’Odessa, mais surtout de minces brochures portant la mention « Kalouga ».

Ces brochures, il les paie lui-même. L’ingénieur Tikhonravov, qui les a rééditées, a fait le compte. Elles étaient tirées à deux mille exemplaires environ. Elles n’étaient pas mises en vente. Tsiolkovski les distribuait en personne, à qui les demandait. En trente ans, ses travaux sur les fusées n’ont circulé, toutes éditions confondues, qu’à sept mille cinq cents exemplaires.

Il s’en expliquera. Il s’est toujours battu pour le droit de publier ses propres travaux, dans l’espoir qu’il se trouverait dans le public des lecteurs capables de les juger correctement.

L’aéroplane de 1894

En 1894, la revue Naouka i Jizn, « Science et Vie », publie de lui une étude théorique intitulée « L’Aéroplane, ou machine volante semblable à l’oiseau ». Elle paraît en brochure à Moscou l’année suivante.

Rynine en a souligné la date. Nous sommes huit ans avant le premier vol des frères Wright. Aucune étude détaillée de l’aéroplane n’existe alors en Russie. Tsiolkovski y expose une théorie du vol, décrit la structure de l’appareil et calcule la puissance du moteur.

Il ne construit rien. Et il conclut, dans le même article, à l’avantage du dirigeable métallique. Une étude du vol ailé lui a montré, dira-t-il, que ce genre de vol demande beaucoup plus d’énergie qu’il ne l’avait cru d’abord. Sur ce point, l’avenir lui donnera tort.

Un signal vers Mars

En 1896, le journal local, le Kaloujski Vestnik, publie dans son numéro 68 un article de lui au titre étonnant : « La Terre pourra-t-elle un jour informer les habitants d’autres planètes de l’existence, sur elle, d’êtres doués de raison ? »

La question est dans l’air. Depuis que l’astronome italien Schiaparelli a dessiné en 1877 des lignes sur Mars, que l’on a traduites par « canaux », une partie du public croit la planète habitée. Tsiolkovski propose un moyen de lui faire signe : de grands miroirs qui renverraient la lumière du Soleil. Il reprendra l’idée dans son roman, où les voyageurs de l’espace correspondent avec la Terre par des éclairs de miroir.

Il est donc, en 1896, un maître d’école de province qui a publié une théorie du dirigeable, une théorie de l’aéroplane, un conte lunaire, et qui écrit dans le journal de sa ville comment parler aux Martiens.

Il a pourtant déjà écrit, l’année précédente, le livre où il annonce tout le reste.

Sources : autobiographie de K. E. Tsiolkovski (1926) et liste de ses écrits, dans N. A. Rynine, K. E. Tsiolkovskii, Life, Writings, and Rockets (1931), trad. NASA TT F-646, p. 1, 6 et 9-12, 21 ; B. N. Vorobiov, dans The Call of the Cosmos (1960), p. 454 et 459 ; K. Tsiolkovski, « Est-ce une simple fantaisie ? » (1935), même recueil, p. 470 ; M. K. Tikhonravov, introduction à Works on Rocket Technology (1947), trad. NASA TT F-243, p. 10-12 ; pour le traitement et les enfants, notice Wikipédia en russe (source tertiaire).

Chapitre 10 · 1895 Rêves de la Terre et du ciel

« Je me suis réveillé avec une affreuse défaillance du cœur, celle qu’on éprouve quand on tombe de haut. J’ai rejeté la couverture, et j’ai vu que le lit était debout sur une extrémité. Pourtant je n’en glissais pas. » Ainsi commence, dans un livre publié à Moscou en 1895, la description d’une maison où la pesanteur a disparu pendant la nuit. Constantin Tsiolkovski a trente-sept ans. Il vient d’inventer, pour l’expliquer à ses lecteurs, le quotidien d’un homme sans poids.

Un livre prudent

L’ouvrage s’intitule Rêves de la Terre et du ciel, et les effets de la gravitation universelle. Son éditeur est le neveu du romancier Gontcharov. Tsiolkovski dira qu’il y a exprimé « prudemment » ses idées sur le voyage dans l’espace. Il n’y est pas encore question de fusée. Il s’agit de faire comprendre ce qu’est la pesanteur, et ce que serait un monde où elle manquerait.

Il commence par donner l’échelle. Si la Terre était un petit pois de cinq millimètres, le Soleil serait une énorme pastèque, la Lune un grain de millet, Jupiter une pomme, les astéroïdes des grains de sable et de poussière. Toute l’atmosphère, sur une Terre de la taille d’un doigt, ne ferait qu’une pellicule de deux millimètres et demi, et la couche où l’homme peut respirer ne serait pas plus épaisse qu’un papier à cigarette.

La pesanteur a disparu

Puis vient la scène du réveil. Le narrateur veut s’habiller. Il se retrouve en train de glisser vers le mur d’en face. Il ne distingue plus le plancher du plafond. Lui et son ami se cognent à tout, et tout ce qu’ils touchent se met en mouvement. Les chaises, la table, les miroirs flottent dans la pièce, « chacun à sa façon ». Les livres s’ouvrent tout seuls. La montre, rattrapée par sa chaîne, se tord comme un serpent. La pendule s’est arrêtée, et le balancier refuse de repartir. Une secousse fait sortir l’eau de la carafe : elle traverse la chambre en boule tremblante et s’écrase en gouttes contre le mur.

Tsiolkovski s’amuse. Les pantalons, écrit-il, flottent dans une étreinte amicale avec un chapeau. Les deux hommes se débattent « comme des mouches dans le verre d’une lampe ». Mais chaque détail est exact. Une pendule à balancier ne marche que par la pesanteur. Un liquide libre se met en boule. Un corps poussé ne s’arrête plus. Et l’on finit par s’y faire : le narrateur note que la sensation de chute s’espace, puis disparaît.

Trois quarts de siècle plus tard, les premiers équipages des stations orbitales décriront la même chose. Le livre sera réédité deux fois à l’époque soviétique, sous le titre La pesanteur a disparu.

Une lune à trois cents kilomètres

Tsiolkovski cherche ensuite un endroit réel où l’on serait sans poids. Il en trouve un. Imaginons, écrit-il, un satellite de la Terre, comme la Lune, mais aussi proche de notre planète qu’on voudra, juste au-delà de son atmosphère, soit à trois cents kilomètres environ de la surface. Tout ce qui s’y trouverait semblerait échapper à la pesanteur.

C’est la première fois qu’il emploie l’idée d’un satellite artificiel. Il donne aussitôt le chiffre qui la gouverne : pour que la force centrifuge annule la pesanteur, il faut une vitesse voisine de huit kilomètres par seconde. Le premier Spoutnik, en 1957, tournera à cette vitesse-là.

Mais il ne sait pas encore comment y aller, et il l’écrit en toutes lettres. « Si près et pourtant si loin. » Comment sortir de l’atmosphère ? Comment donner à un corps huit kilomètres par seconde ? Il passe en revue les moyens, et les écarte l’un après l’autre. Un train lancé à cette vitesse autour de l’équateur : l’air ne le permettra jamais. Une plate-forme qui ceinturerait la Terre au-dessus de l’atmosphère : une absurdité. Les boulets de Jules Verne ?

Il s’arrête sur une dernière image. Une tour dressée à l’équateur tourne avec la planète. Plus on y monte, plus la pesanteur faiblit, et plus la force centrifuge grandit. À trente-quatre mille kilomètres du sol, calcule-t-il, les deux s’annulent. Au-delà, on serait tiré vers le haut. Cette tour impossible est l’ancêtre de ce qu’on appelle aujourd’hui l’ascenseur spatial, et son altitude est à peu près celle où tournent nos satellites de télévision.

Ce qu’un corps supporte

Le livre contient aussi ses expériences. Il a fait tourner des insectes jusqu’à multiplier leur poids par trois cents. Un cafard a subi le même traitement et n’a pas paru s’en ressentir. Il a augmenté plusieurs fois le poids d’un poussin, cinq fois croit-il se rappeler, sans le tuer. Il serait intéressant, ajoute-t-il, de savoir quelle augmentation de pesanteur reste sans danger pour des créatures plus grandes, et surtout pour l’homme.

Il donne un moyen de protéger ce qui est fragile, et une expérience pour le vérifier chez soi. Prenez un verre d’eau, un œuf et du sel. Salez l’eau jusqu’à ce que l’œuf y flotte entre deux eaux. Frappez alors le verre sur la table, aussi fort que le verre le permet : l’œuf ne bouge pas. La nature, remarque-t-il, loge de la même façon ce qu’elle a de plus délicat, l’embryon, le cerveau, dans un liquide. Ne pourrait-on pas se servir de ce procédé ? Il en fera, dans ses projets de fusée, la baignoire où se couche le passager pour supporter le départ.

Une sphère de verre

Enfin, il pose la question de la vie hors de la Terre. Un de ses personnages imagine une sphère de verre de plusieurs mètres, armée d’un treillis d’acier, ou une sphère d’acier percée de hublots. On y met de la terre, des plantes, de l’oxygène, du gaz carbonique, de l’azote, de l’humidité. Elle file dans le vide comme un astéroïde. Les plantes y refont l’air que les animaux respirent.

On lui objecte que c’est trop artificiel. La réponse est restée : « Les lunettes non plus ne sont pas naturelles, et pourtant vous en portez. Plus l’homme progresse, plus il remplace le naturel par l’artificiel. »

Satellite, vitesse orbitale, pesanteur créée par rotation, serre close alimentée par le Soleil, vie sur les astéroïdes : en 1895, tout le programme est là. Il manque le véhicule.

Sources : K. Tsiolkovsky, « Dreams of Earth and Sky » (1895), dans The Call of the Cosmos (Moscou, 1960), p. 53-54, 69-73, 84-85, 90-96 ; B. N. Vorobiov, même recueil, p. 456 ; K. Tsiolkovski, « Est-ce une simple fantaisie ? » (1935), p. 470 ; N. A. Rynine, K. E. Tsiolkovskii, Life, Writings, and Rockets (1931), trad. NASA TT F-646, p. 4 et 24-25 ; V. N. Sokolsky, dans First Steps Toward Space, p. 270.

Chapitre 11 · 1896 – 1901 Le vent dans une caisse

Un jour de grand vent, à Kalouga, un homme fait des mesures sur son toit. Il veut connaître la force que l’air exerce sur un objet. Il s’aperçoit que la résistance, par vent fort, est plus faible qu’on ne le croyait. « Je faillis tomber du toit d’excitation », écrira Constantin Tsiolkovski. La découverte donne raison à son dirigeable. Elle va surtout faire de lui le premier homme de Russie à construire une soufflerie.

Une querelle utile

Tout est parti d’une dispute. Des théoriciens soutenaient que la résistance de l’air sur un dirigeable serait extrêmement forte. Si c’était vrai, son ballon de métal ne pourrait pas avancer. Tsiolkovski décide de vérifier lui-même. Il fait ses essais tantôt dans sa chambre, tantôt sur le toit quand le vent souffle.

Ses expériences lui montrent que la résistance n’est pas si élevée, et que le coefficient de résistance diminue quand la vitesse augmente. Mais le vent naturel est capricieux. Pour mesurer proprement, il faut un courant d’air régulier, que l’on règle à volonté.

La machine

Son biographe Rynine a décrit l’appareil d’après les écrits de Tsiolkovski. Un ventilateur est mis en mouvement par un poids qui descend, comme celui d’une horloge. On peut changer ce poids, d’une demi-livre à seize livres, et régler ainsi la force du souffle. L’air sort par une buse carrée de trente-cinq centimètres de côté. Il atteint un peu plus de cinq mètres par seconde. Pour le rendre régulier, il traverse d’abord une grille profonde de vingt-cinq centimètres.

L’objet à étudier est posé devant la buse, sur un support qui flotte dans un bac d’eau. Poussé par le courant d’air, le support tire sur un fil, et le fil fait plier une aiguille souple devant une règle graduée. Avant les essais, Tsiolkovski étalonne la règle avec des poulies et des poids.

Il soumet au souffle des plaques posées de face, puis inclinées, des plaques plus ou moins allongées, des parallélépipèdes, des cylindres, des polyèdres, des sphères, des demi-sphères, des cônes, et la maquette d’un ballon dirigeable. Il mesure aussi le frottement de l’air le long d’une surface.

« Il est vraiment étonnant, écrit Rynine, que, dans les conditions où il travaillait, Tsiolkovski ait pu accomplir un travail aussi étendu et aussi soigné, et formuler avec une assez bonne exactitude les lois fondamentales de la résistance de l’air. » L’ingénieur Tikhonravov datera de 1897 cette première soufflerie russe.

Cinquante-cinq roubles

Les essais coûtent de l’argent. Tsiolkovski n’en a pas. En 1897, le journal de Kalouga publie sur lui un article de Pavel Goloubitski. La presse reprend l’information avec sympathie, et des lecteurs envoient des dons pour le progrès de l’aéronautique.

Il a raconté ce que cela lui a fait. En tout, il reçoit cinquante-cinq roubles, qu’il dépense en nouvelles expériences. Mais il accepte cet argent à contrecœur, avec un sentiment d’amertume. Certains donateurs n’avaient pas compris l’article, écrit-il, et donnaient par simple charité. Il en tombe même malade. Il tient bon, dans l’espoir de continuer. La somme, malgré tout le bruit fait par les journaux, est dérisoire. « Pétersbourg envoya quatre roubles. » Il se console en pensant que cet argent, au moins, était destiné à l’aéronautique.

L’Académie

En 1899, il publie à Odessa, dans une revue de physique expérimentale, la description de son appareil et de ses résultats, sous le titre « La pression de l’air sur des surfaces introduites dans un courant d’air artificiel ». Il envoie ce travail à l’Académie impériale des sciences.

L’académicien Mikhaïl Rykatchev, qui dirige l’observatoire de physique de Saint-Pétersbourg, rend un avis favorable. L’Académie accorde à Tsiolkovski quatre cent soixante-dix roubles pour poursuivre ses expériences. C’est à peu près un an de son traitement de maître d’école.

Il construit une soufflerie plus grande, dont le courant d’air a près de soixante-dix centimètres de côté. Il fait des centaines d’essais sur un grand nombre de modèles. Un an et demi plus tard, il envoie à l’Académie un rapport de quatre-vingts feuillets, avec cinquante-huit tableaux et diagrammes. Un extrait en paraît en 1903 sous le titre « La résistance de l’air et l’aéronautique ».

« Sans une lueur d’espoir »

C’est à propos de ces années qu’il écrit les phrases les plus tristes de son autobiographie. Ses expériences lui ont donné beaucoup de résultats nouveaux. Mais les savants, dit-il, accueillent les résultats nouveaux avec scepticisme. N’importe qui pourrait les confirmer en refaisant les mêmes expériences. Mais quand cela arrivera-t-il ?

« Il est difficile de travailler tout seul pendant de longues années, dans des conditions défavorables, sans une lueur d’espoir, sans aucune aide. »

Il ajoute, parce qu’il est juste, qu’on l’a parfois compris. À Kalouga, un groupe d’ingénieurs a reconnu que son projet de dirigeable était réalisable. Cela ne devrait-il pas donner l’espoir qu’il le sera un jour par tous les gens instruits ?

Pendant qu’il mesure ainsi la résistance de l’air, une autre question l’occupe en secret. Il s’est procuré, en 1896, une petite brochure sur un nouveau moyen de voler.

Sources : autobiographie de K. E. Tsiolkovski (1926), dans N. A. Rynine, K. E. Tsiolkovskii, Life, Writings, and Rockets (1931), trad. NASA TT F-646, p. 6-8 ; description de la soufflerie et des essais, même ouvrage, p. 1 et 15-16 ; M. K. Tikhonravov, introduction à Works on Rocket Technology (1947), trad. NASA TT F-243, p. 6.

Chapitre 12 · 1896 – 1898 La formule

Dans les archives de l’Académie des sciences, une page manuscrite porte une date : 10 mai 1897. On y lit une équation. Elle relie la vitesse qu’une fusée peut atteindre à la quantité de matière qu’elle rejette et à la vitesse de ce rejet. Constantin Tsiolkovski a trente-neuf ans. Il vient d’écrire la loi qui gouverne, depuis, tout vol dans l’espace.

La brochure de Fiodorov

Il a raconté comment il y était venu. En 1896, il se procure une petite brochure qui vient de paraître à Saint-Pétersbourg. L’auteur s’appelle A. P. Fiodorov, et le titre annonce « un nouveau principe d’aéronautique ».

« Le livre ne m’a pas paru clair, écrit Tsiolkovski, et dans ces cas-là je me mets à faire mes propres calculs. Je n’ai rien tiré du livre. Mais il m’a poussé vers un travail sérieux. »

Le passage est caractéristique. Devant un texte obscur, d’autres auraient refermé la brochure. Lui prend un crayon. Il avait, treize ans plus tôt, décrit un tonneau de gaz qui se déplace dans le vide. Il l’avait oublié. La lecture de Fiodorov le ramène au même point, mais avec une question nouvelle : combien ?

Avant la fusée, le doute

Il faut se représenter ce qu’est une fusée en 1896. C’est un tube de carton rempli de poudre, qu’on tire les soirs de fête ou qu’on lance pour porter un filin vers un navire en détresse. Tsiolkovski l’avoue : « Longtemps j’ai regardé la fusée comme tout le monde, comme un amusement et un objet de peu d’usage. »

Il ne se rappelle plus très bien, dit-il, comment l’idée lui est venue de faire des calculs à son sujet. Il croit que les premières graines ont été semées par Jules Verne, dont les récits ont mis son esprit en mouvement dans une certaine direction. Puis est venu le désir, et après le désir, le travail de la pensée. Mais la pensée, ajoute-t-il, n’aurait mené à rien sans le secours de la science.

Ce qui le passionne, précise-t-il, ce n’est pas le vol d’une fusée. Ce sont les calculs exacts.

Ce que dit l’équation

Le raisonnement tient en peu de lignes. Une fusée, dans le vide et loin de toute pesanteur, rejette à chaque instant un peu de sa matière vers l’arrière, toujours à la même vitesse. À chaque rejet, elle gagne un peu de vitesse vers l’avant. Mais elle est aussi un peu plus légère, si bien que le rejet suivant, identique au premier, la pousse un peu plus fort.

En additionnant tous ces petits gains, Tsiolkovski trouve une loi très simple. La vitesse finale de la fusée dépend de deux choses seulement : la vitesse à laquelle les gaz sortent, et le rapport entre la masse de la fusée pleine et sa masse une fois vide.

Il en tire aussitôt trois conséquences, qu’il formulera plus tard comme des théorèmes.

La première est une liberté. La vitesse finale ne dépend ni de la durée de la combustion, ni de sa régularité. Qu’on brûle tout en une minute ou en une heure, par à-coups ou d’un trait, le résultat est le même, pourvu que les gaz sortent toujours aussi vite.

La deuxième est une promesse. La vitesse de la fusée n’a pas de limite. En emportant assez de matière à rejeter, on peut atteindre n’importe quelle vitesse, y compris celles qu’aucun canon ne donnera jamais.

La troisième est une facture. Cette vitesse croît très lentement. Quand la masse de la fusée pleine double, quadruple, devient huit fois, seize fois, trente-deux fois celle de la fusée vide, la vitesse n’augmente que d’un cran à chaque fois : une, deux, trois, quatre, cinq unités. Les masses croissent en progression géométrique, les vitesses en progression arithmétique. Chaque kilomètre par seconde supplémentaire coûte plus cher que le précédent.

Les nombres

Reste à savoir à quelle vitesse les gaz peuvent sortir. Tsiolkovski choisit le mélange le plus énergique qu’il connaisse : l’hydrogène et l’oxygène, qui en se combinant donnent de l’eau. Il calcule la chaleur que cette réaction dégage, et suppose qu’un tube assez long, évasé vers la sortie, la transforme presque entièrement en mouvement. Il trouve une vitesse d’éjection de plusieurs kilomètres par seconde.

Avec de tels gaz, une fusée dont les ergols pèsent quelques fois plus que le reste atteint les huit kilomètres par seconde qui la mettent en orbite, puis les onze qui l’arrachent à la Terre. Ce sont des proportions énormes. Ce ne sont pas des proportions absurdes. Un tonneau plein pèse bien dix fois le tonneau vide.

Voilà ce que la feuille du 10 mai 1897 contient en germe : la preuve, par le calcul, qu’on peut quitter la Terre avec les moyens de la chimie ordinaire.

25 août 1898

Il ne publie pas tout de suite. Dans ses papiers, une autre page porte les formules définitives de l’engin à réaction, avec la date du 25 août 1898. Il la mentionnera lui-même en 1911, en ajoutant : « Manifestement, je m’en occupais déjà plus tôt. »

Entre-temps, il a commencé un récit. En 1896, l’année de la brochure, il écrit les premiers chapitres de Hors de la Terre. Au troisième, un personnage propose la fusée comme véhicule pour l’espace. Le huitième raconte deux essais de fusée aux limites de l’atmosphère. Le dixième prépare un vol autour de la Terre. À la fin de l’année, il a neuf ou dix chapitres. Il s’arrête là, pour vingt ans.

Tsiolkovski a donné lui-même la clé de cette double écriture, dans une phrase de 1926 : « D’abord viennent inévitablement la pensée, la fantaisie, le conte. Derrière eux marche le calcul scientifique. Et à la fin, l’exécution couronne la pensée. » Il a précisé sa place dans cette suite : son travail concerne la phase du milieu.

Sources : V. N. Sokolsky, dans First Steps Toward Space, p. 270-271 (manuscrit du 10 mai 1897, Archives de l’Académie des sciences) ; M. K. Tikhonravov, introduction à Works on Rocket Technology (1947), trad. NASA TT F-243, p. 5-6 ; K. E. Tsiolkovski, « A Rocket into Cosmic Space » (1903), même volume, p. 32-35 ; préface de 1911 et théorèmes de 1914 cités par N. A. Rynine, trad. NASA TT F-646, p. 28-29 et 73-74 ; B. N. Vorobiov, dans The Call of the Cosmos (1960), p. 451 et 457.

Chapitre 13 · 1903 L’article que personne n’a lu

En 1903, le numéro 5 de la revue Naoutchnoïe Obozrenie, « La Revue scientifique », publie à Saint-Pétersbourg un article d’un instituteur de Kalouga. Le titre est austère : « L’exploration des espaces cosmiques par des engins à réaction ». Le texte annonce un dessin qui n’a pas été imprimé. Les formules sont pleines de fautes, parce que l’auteur n’a pas relu les épreuves. Constantin Tsiolkovski vient de fonder la science du vol spatial, et presque personne ne s’en aperçoit.

Ni ballon, ni canon

L’article commence modestement, par une question d’instruments. Jusqu’où peut-on envoyer un appareil de mesure dans l’atmosphère ? Les ballons-sondes, écrit-il, ne sont pas montés à plus de vingt-deux kilomètres. Pour aller plus haut, il faudrait une enveloppe plus légère que le papier de soie. On ne sortira jamais de l’air en ballon.

Le canon, alors ? Il fait le calcul. Imaginons un canon de trois cents mètres de haut, dressé à côté de la tour Eiffel, qui a la même taille. Pour lancer un obus à trois cents kilomètres d’altitude, il faut que celui-ci sorte du tube à près de deux kilomètres et demi par seconde. Pendant un quart de seconde, tout ce que contient l’obus pèse mille et une fois plus que d’ordinaire. Un kilogramme en pèse mille. Aucun instrument n’y résisterait. Quant à y mettre un être vivant, il n’en est pas question.

Les avantages de la fusée

Vient alors la proposition. À la place du canon, Tsiolkovski met une chambre de métal allongée, qui emporte avec elle une grande réserve de deux liquides. Mélangés à l’entrée d’un tube, ils brûlent, et les gaz s’échappent par ce tube, qui s’évase comme un cor.

Il énumère les avantages, point par point. Comparé à un canon géant, l’engin est léger comme une plume, bon marché et facile à réaliser. La poussée est régulière, et on la règle à volonté : on peut donc choisir la pesanteur que subiront les passagers, et y envoyer sans danger non seulement des instruments, mais des hommes. La vitesse augmente comme on veut, dans la direction qu’on veut. Elle peut même diminuer, ce qui permettra de se poser en douceur sur une planète. Enfin, la fusée traverse lentement les couches basses de l’air, où la résistance est forte, et n’accélère vraiment qu’une fois là-haut.

Chacune de ces quatre remarques répond à un défaut du canon. Ensemble, elles décrivent exactement la manière dont on lance aujourd’hui un vaisseau habité.

La machine de 1903

La description tient en une page, et un dessin retrouvé dans ses papiers, daté de 1902, la confirme. Les deux liquides sont l’hydrogène et l’oxygène, liquéfiés par le froid. Ils occupent l’essentiel de la coque. À l’avant se tiennent les hommes, avec de la lumière, de l’oxygène pour respirer et de quoi absorber le gaz carbonique qu’ils rejettent.

Le tube où brûle le mélange est entouré d’une gaine. Les liquides glacés y circulent avant d’être brûlés, et refroidissent ainsi la paroi. C’est le principe que tous les grands moteurs emploieront.

Pour diriger l’engin, Tsiolkovski propose plusieurs moyens. On peut déplacer une masse à l’intérieur. On peut orienter le bout du tube. On peut placer un gouvernail dans le jet de gaz, à la sortie. Quarante ans plus tard, l’ingénieur Tikhonravov le fera remarquer : la fusée allemande V-2 se dirigeait par des gouvernes de graphite plongées dans le jet, exactement comme il l’avait proposé.

Pour tenir le cap sans intervention humaine, il prévoit des automates. L’un repère l’image du Soleil à travers une lentille : si l’engin tourne, la tache de lumière se déplace et déclenche un mécanisme qui rétablit la direction. Un autre est un gyroscope, une petite chambre contenant deux disques qui tournent très vite dans des plans différents, et qui garde son orientation par rapport aux étoiles. Il écrit en toutes lettres qu’il faudra des appareils automatiques réglant le mouvement de la fusée et la force de l’explosion selon un programme fixé d’avance.

Puis viennent les équations : la formule de 1897, le vol vertical sous l’effet de la pesanteur, la montée oblique, le rendement.

Une revue à petit tirage

La revue qui publie ce texte est une revue de philosophie et de science, dirigée par Mikhaïl Filippov. Tsiolkovski dira lui-même qu’elle avait un petit tirage. Selon l’éditeur soviétique de ses récits, elle est interdite par la police peu après, et la suite de l’article ne paraît pas.

Le résultat est le silence. L’article, écrit le même éditeur, passe inaperçu. En Amérique, Robert Goddard a vingt ans et n’a encore rien publié. En Transylvanie, Hermann Oberth en a huit. Ni l’un ni l’autre n’en saura rien avant longtemps.

La même année 1903, le 17 décembre, les frères Wright font voler leur aéroplane sur une plage de Caroline du Nord. Le monde entier finira par l’apprendre. Il faudra vingt ans pour qu’il apprenne ce qui a paru à Saint-Pétersbourg au printemps.

Tsiolkovski a alors d’autres raisons de souffrir. L’année précédente, il a perdu un fils.

Sources : K. E. Tsiolkovski, « A Rocket into Cosmic Space » (1903, texte de 1924), dans Works on Rocket Technology (1947), trad. NASA TT F-243, p. 24-35, et introduction de M. K. Tikhonravov, p. 8-9 et 13 ; N. A. Rynine, K. E. Tsiolkovskii, Life, Writings, and Rockets (1931), trad. NASA TT F-646, p. 31-33 ; V. N. Sokolsky, dans First Steps Toward Space, p. 270-271 ; B. N. Vorobiov, dans The Call of the Cosmos (1960), p. 457 ; K. Tsiolkovski, « Est-ce une simple fantaisie ? » (1935), même recueil, p. 470.

Chapitre 14 · 1902 – 1910 Le chagrin et le génie

En 1916, à Kalouga, Constantin Tsiolkovski fait imprimer une brochure à laquelle il donne ce titre : Le Chagrin et le génie. Nous n’en retenons ici que le titre. Ses deux mots résument les quinze années qu’il vient de vivre.

Ignati

Ses biographes russes donnent les faits, que lui-même a tus. Son fils Ignati, le deuxième de ses enfants, est né à Borovsk en 1883. En 1902, il se donne la mort. Il n’a pas vingt ans.

Tsiolkovski n’en dit pas un mot dans les notes qu’il envoie à son biographe en 1926. Il y écrit seulement, en conclusion : « Il est vain de parler de soi et des petites choses de la vie quand il y a tant de problèmes à résoudre, tant de travaux à finir ou à publier. »

Ce silence n’est pas de l’indifférence. Il est celui d’un homme qui a perdu, avant de mourir, cinq de ses sept enfants. Leonti est mort en bas âge en 1893. Ignati en 1902. Ivan mourra en 1919, Anna en 1922. Alexandre, comme son frère, mettra fin à ses jours en 1923. Seules Lioubov et Maria lui survivront.

La maison de 1904

En 1904, toujours d’après ses biographes, il achète une maison à la lisière de Kalouga. Il y vivra près de trente ans. Elle est aujourd’hui un musée, et la rue porte son nom.

Il y installe son atelier dans une véranda vitrée, à l’étage. Une petite porte de cette véranda donne sur le toit en pente d’un appentis. La famille l’a baptisée « la porte sur le cosmos ». Les soirs de beau temps, quand le ciel est dégagé, il sort par là son petit télescope d’amateur, monté sur un trépied, et regarde les étoiles depuis le toit.

Sa femme et les enfants du voisinage, qui viennent souvent, aiment aussi regarder dans la lunette. Il les rassemble alors autour de lui et leur raconte les constellations, les planètes, les nébuleuses et les étoiles filantes. L’éditeur de ses récits, Boris Vorobiov, qui rapporte la scène, y voit l’origine de plusieurs de ses textes : ils ont le ton de ces causeries qu’il faisait à ses proches.

La crue de l’Oka

En 1908, l’Oka déborde. La maison est inondée. Une notice indique qu’une grande partie des papiers accumulés depuis des années est perdue.

C’est la deuxième inondation de sa vie, après celle de Borovsk, et la troisième destruction de son atelier, après l’incendie de 1887. Il réagit comme il l’a écrit : il reconstruit, et il agrandit.

Le maître d’école

Il gagne toujours sa vie en enseignant. Il donne des cours de mathématiques et de physique à l’école diocésaine de jeunes filles de Kalouga. Il y restera jusqu’à sa retraite.

Il aimait ce métier, et il l’a dit. Certes, à cause de sa surdité, il parlait plus qu’il n’écoutait pendant ses leçons. Certes, il n’aimait pas les examens. « Mais j’aimais enseigner. » Seulement, l’école absorbait toutes ses forces et lui laissait très peu d’énergie pour ses études et ses projets. Il écrivait, calculait et construisait surtout les jours de fête et pendant les vacances.

Il a fait le compte de ses élèves : en près de quarante ans, environ cinq cents garçons et deux mille jeunes filles ont appris avec lui l’arithmétique, la géométrie ou la physique. Les disciples qui feront sa gloire ne l’auront jamais eu pour maître : ils l’auront lu.

« Mes hernies »

Il continue ses expériences sur la résistance de l’air. Il publie, de 1905 à 1908, dans une revue de Saint-Pétersbourg, une longue étude de deux cent soixante pages intitulée « L’aérostat et l’aéroplane ». En 1910 et 1911, il revient à son dirigeable, dont il défend les avantages dans plusieurs brochures. En 1913 et 1914, il en construit des maquettes en tôle ondulée.

Tout cela se fait à la main, dans la véranda. Il résumera sa vie en une phrase : elle n’a été que réflexion, calculs, travail manuel et expériences. Entre parenthèses, il ajoute un détail que peu de savants auraient avoué : à ce travail manuel, il a même gagné deux hernies.

Pendant ces huit années, l’article de 1903 dort. Personne ne lui en demande la suite.

Sources : autobiographie de K. E. Tsiolkovski (1926) et liste de ses écrits, dans N. A. Rynine, K. E. Tsiolkovskii, Life, Writings, and Rockets (1931), trad. NASA TT F-646, p. 4, 8-11 et 21 ; B. N. Vorobiov, dans The Call of the Cosmos (1960), p. 460-462 ; pour les enfants, la maison de 1904, la crue de 1908 et l’école diocésaine, notices Wikipédia en russe et en anglais (sources tertiaires).

Chapitre 15 · 1911 – 1914 « Ce qui est impossible aujourd’hui »

« Poser le pied sur le sol des astéroïdes, soulever de la main une pierre de la Lune, construire des stations mobiles dans l’espace de l’éther, former des anneaux habités autour de la Terre, de la Lune et du Soleil, observer Mars à quelques dizaines de verstes, descendre sur ses satellites ou même sur sa propre surface : quoi de plus insensé ! » Constantin Tsiolkovski écrit cela en 1911, dans une revue d’aviation de Saint-Pétersbourg. Il a cinquante-quatre ans. Cette fois, on le lit.

Huit ans après

En 1911, l’aviation est à la mode. La Russie a ses premiers aérodromes, ses premiers constructeurs, ses premières revues. L’une d’elles, le Vestnik Vozdoukhoplavania, « Le Messager de l’aéronautique », accepte de publier la suite de l’article de 1903. Elle paraît en feuilleton, du numéro 19 de 1911 au numéro 9 de 1912.

La rédaction la présente avec prudence. Elle signale l’ampleur des difficultés et l’étrangeté d’un milieu où l’auteur prétend pénétrer. Mais elle publie, avec le dessin de la fusée, que les lecteurs voient pour la première fois.

L’effet, écrit l’éditeur soviétique de ses récits, est énorme. Tsiolkovski attire aussitôt des disciples, dont le nombre grandit vite, en Russie et au-dehors. Lui-même datera de 1913 le début de sa reconnaissance à l’étranger.

Le tableau du vol

La seconde partie est très différente de la première. Les équations y sont, mais elle contient surtout une description. Tsiolkovski intitule un chapitre « Tableau du vol », et il y emmène le lecteur.

Tout est prêt, suppose-t-il. Nous sommes assis dans la fusée, nos amis nous regardent. Le signal est donné. L’explosion commence, dans un bruit assourdissant. La fusée frémit et part. Notre poids est multiplié par dix. « Je suis tombé sur le plancher, je me suis assommé, ou même je suis mort : ce n’est pas le moment de faire des observations ! » Il existe des moyens de supporter cette pesanteur, précise-t-il, en particulier se plonger dans un liquide.

Cet enfer dure cent treize secondes. Puis le bruit cesse, un silence de mort s’installe, et la pesanteur disparaît aussi vite qu’elle était venue. Nous sommes à cinq cent soixante-quinze kilomètres d’altitude.

Suit le monde sans poids, qu’il connaît depuis ses Rêves de 1895. L’eau ne coule plus de la cruche. Le balancier pend de travers. L’huile secouée hors de sa bouteille forme une boule parfaite. La balance ne sert plus à rien : on ne peut plus vendre l’or au poids. On flotte au milieu de la cabine comme un poisson, sans effort. « Nous nous sentons bien, légers, comme couchés sur le plus doux des lits de plume. »

On ouvre les volets. On voit deux ciels. Une moitié est noire, avec des étoiles qui ne scintillent pas et le Soleil. L’autre est jaunâtre, semée de taches claires et sombres : c’est la Terre. Elle ne paraît pas bombée. Elle paraît creuse, comme l’intérieur d’une coupe. À mesure qu’on s’éloigne, elle devient un grand plat, puis une soucoupe, puis une lune.

Ceux qui sont restés au sol, eux, ont vu la fusée s’élever comme une pierre qui tomberait vers le haut. Au bout d’une demi-minute, elle est à quarante kilomètres, et on la suit encore à l’œil nu : échauffée par le frottement de l’air, son enveloppe brille comme une étoile.

Puis il décrit la manœuvre qui change tout. Arrivé là-haut, on fait pivoter la fusée et l’on rallume le moteur, cette fois à l’horizontale. La fusée ne retombe plus. Elle tourne autour de la Terre, comme la Lune. « Nous pouvons maintenant être tout à fait tranquilles : la fusée est devenue un satellite de la Terre. »

Le radium et les électrons

Il regarde aussi plus loin que la chimie. On vient de découvrir que le radium se désagrège en projetant des particules à des vitesses prodigieuses. Si l’on savait accélérer cette désagrégation, note-t-il, une pincée de radium suffirait à arracher une fusée d’une tonne au système solaire, et l’on atteindrait l’étoile la plus proche en dix à quarante ans.

Il ajoute une seconde piste : il se peut qu’avec le temps on se serve de l’électricité pour donner une énorme vitesse aux particules rejetées par la fusée. C’est, en une phrase de 1911, le principe du moteur ionique. Il conclut avec simplicité : les découvertes futures montreront peut-être qu’il n’en est rien, mais il est bon de pouvoir en rêver dès maintenant.

Entre deux et seize

Le texte s’achève par un passage qu’il a intitulé « Ce qui est impossible aujourd’hui deviendra possible demain ». C’est là que se trouve la phrase sur la pierre de la Lune et la surface de Mars.

Il y rappelle qu’il n’y a pas si longtemps, des savants illustres tenaient pour une folie l’idée de connaître la composition des astres. On la connaît aujourd’hui, par l’analyse de leur lumière. L’idée d’aller les étudier de près paraîtra plus folle encore. Et pourtant, écrit-il, ce n’est que lorsqu’on emploiera les engins à réaction que commencera une grande ère nouvelle de l’astronomie.

La pesanteur ne nous effraie-t-elle pas plus qu’elle ne devrait ? Un obus qui sort d’un canon à deux kilomètres par seconde ne nous étonne pas. Pourquoi un projectile lancé à seize kilomètres par seconde, qui quitterait pour toujours le système solaire, nous épouvanterait-il ? « Y a-t-il un si grand abîme entre les nombres deux et seize ? L’un n’est que huit fois plus grand que l’autre. »

C’est dans une lettre de la même année, d’après une notice, qu’il aurait écrit sa phrase la plus célèbre. Elle figure en tout cas dans ses textes sur l’avenir du vol spatial, que son biographe Rynine a cités : « La planète est le berceau de la raison, mais on ne peut pas vivre éternellement dans le berceau. »

Les théorèmes de 1914

En 1914, il fait imprimer à Kalouga un supplément. Il veut, dit-il, donner un exposé populaire de ses idées, et réfuter l’opinion selon laquelle la fusée serait une chose très éloignée de nous dans le temps. Il y résume sa théorie en quelques théorèmes.

Il y répond aussi, pour la première fois, à un savant étranger. Le Français Robert Esnault-Pelterie a exposé, en 1912, ses propres calculs sur un engin à réaction. Tsiolkovski en a eu connaissance par une revue russe. Il reprend les chiffres du Français, corrige une puissance, et compare la fusée d’Esnault-Pelterie à la sienne. Il n’est plus seul au monde, et il le sait.

Quelques mois plus tard, la guerre éclate. Il ne publiera plus aucun travail scientifique sur les fusées pendant dix ans.

Sources : K. E. Tsiolkovski, « The Investigation of Universal Space by Means of Reactive Devices » (1911-1912) et supplément de 1914, dans Works on Rocket Technology (1947), trad. NASA TT F-243, p. 72-77 et 94-101, avec le fac-similé de la page du Vestnik Vozdoukhoplavania ; N. A. Rynine, K. E. Tsiolkovskii, Life, Writings, and Rockets (1931), trad. NASA TT F-646, p. 28-30 et 73-74 ; B. N. Vorobiov, dans The Call of the Cosmos (1960), p. 457 ; « Est-ce une simple fantaisie ? » (1935), p. 470 ; pour la lettre de 1911, notice Wikipédia en anglais (source tertiaire).

Chapitre 16 · 1917 – 1923 La Loubianka et la pension

Le 17 novembre 1919, à Kalouga, des agents de la Tchéka, la police politique du nouveau régime, arrêtent un vieil instituteur sourd. Il a soixante-deux ans. On l’emmène à Moscou et on l’enferme à la Loubianka, la prison centrale de la police. Constantin Tsiolkovski y reste plusieurs semaines. L’histoire officielle soviétique n’en a jamais parlé. On ne la connaît que par des documents rendus publics après la fin de l’URSS.

Deux révolutions

En 1917, la Russie change deux fois de régime. Le tsar abdique en mars. Les bolcheviks prennent le pouvoir en novembre. La guerre civile commence. Tout manque, jusqu’au papier pour imprimer.

Pour Tsiolkovski, le nouveau pouvoir apporte d’abord un honneur. En 1918, d’après une notice, il est élu membre de l’Académie socialiste, que les bolcheviks viennent de fonder à Moscou.

L’arrestation

Puis vient novembre 1919. Les sources disent peu de chose. L’historien Anatoly Zak résume ce que les archives ont livré : Tsiolkovski est accusé d’écrits antisoviétiques, il passe plusieurs semaines à la Loubianka, et il est libéré sur l’intervention d’un haut responsable.

On n’en sait pas davantage ici, et il serait malhonnête d’en dire plus. Lui-même n’y fait aucune allusion dans le récit de sa vie qu’il envoie à Rynine en 1926.

La même année 1919, son fils Ivan meurt. En 1922, c’est sa fille Anna. En 1923, son fils Alexandre se donne la mort, comme Ignati vingt et un ans plus tôt. En quatre ans, il a enterré trois enfants.

La retraite

Au début des années 1920, il cesse d’enseigner. Il invoque sa santé. Il a plus de soixante ans.

En 1921, l’État lui accorde une pension personnelle à vie. L’historien Sokolsky en a relevé les termes exacts. Elle lui est attribuée « en raison des grands mérites du savant-inventeur, spécialiste de l’aviation et de l’aéronautique ». Il n’y est fait aucune mention de ses recherches sur les fusées et le voyage interplanétaire. Pour le gouvernement de 1921, Tsiolkovski est l’homme du dirigeable métallique.

Cette pension change sa vie. Pour la première fois depuis 1880, il n’a plus à faire la classe pour nourrir les siens. Il peut, écrit Sokolsky, se consacrer entièrement à la recherche. Il a soixante-quatre ans. Il lui en reste quatorze, et il va publier pendant ces années-là plusieurs brochures par an.

Avant et après

Les auteurs soviétiques ont beaucoup insisté sur ce contraste. Avant la révolution d’Octobre, écrit Sokolsky, on le tenait pour un excentrique, un autodidacte doué mais malchanceux, sans diplôme. Après, l’attitude change du tout au tout. L’ingénieur Tikhonravov, en 1947, oppose à la « vieille caste des savants diplômés de la Russie tsariste » la reconnaissance apportée par le nouveau régime, et cite une lettre où Tsiolkovski écrit à Staline : « Seul Octobre a apporté la reconnaissance aux travaux d’un autodidacte. »

Le contraste est réel, mais il faut le nuancer des deux côtés. Sous le tsar, Tsiolkovski n’a pas été persécuté. Il a été ignoré. Les plus grands savants du pays, Mendeleïev, Stoletov, Joukovski, Rykatchev, l’ont lu avec bienveillance, et l’Académie impériale lui a donné de l’argent. Ce qui lui a manqué, c’est une institution pour le prendre en charge.

Sous les Soviets, il a été pensionné, logé, décoré, publié. Il a aussi été arrêté. Et, comme le note Anatoly Zak, on l’a célébré comme théoricien de l’espace tout en le faisant taire comme philosophe. Ses idées sur l’univers, on le verra, n’entraient pas dans la doctrine officielle.

Le manuscrit de 1921

Que fait-il de sa liberté ? Les historiens de l’Académie des sciences ont retrouvé, classé parmi ses écrits sur l’univers, un cahier de notes intitulé « Extension de l’homme dans l’espace cosmique ». Il commence le 21 septembre 1921.

Tsiolkovski y dresse la liste des moyens d’atteindre les vitesses cosmiques. Il en compte quatre : rejeter des gaz, des solides ou des liquides ; un flux d’électricité ; la pression des rayons lumineux ; le rayonnement de la matière, celui du radium par exemple. Le 11 octobre, il précise l’usage de chacun : la pression de la lumière pour se déplacer dans le vide, les moteurs pour traverser l’atmosphère et prendre l’élan initial.

Le 27 octobre 1921, il note pour lui-même : « Il faut commencer à écrire la théorie complète de la fusée. »

Ce cahier règle une querelle. On a écrit, surtout hors de Russie, qu’il n’était revenu aux fusées qu’en 1923, piqué par le livre d’Hermann Oberth. Les dates montrent qu’il y était revenu de lui-même, deux ans plus tôt. Il avait d’ailleurs, pendant ces années de pénurie, fait quelque chose de plus étonnant encore. Il avait terminé son roman.

Sources : V. N. Sokolsky, dans First Steps Toward Space, p. 274-275 ; M. K. Tikhonravov, introduction à Works on Rocket Technology (1947), trad. NASA TT F-243, p. 7-8 ; autobiographie (1926), dans N. A. Rynine, trad. NASA TT F-646, p. 8 ; A. Zak, « Konstantin Tsiolkovsky », russianspaceweb.com, et « Konstantin Tsiolkovsky Slept Here », Air & Space/Smithsonian, septembre 2002 ; pour la date de l’arrestation, l’Académie socialiste, la pension de 1921 et les enfants, notices Wikipédia en russe et en anglais (sources tertiaires).

Chapitre 17 · 1896 – 1920 Hors de la Terre

En 1920, à Kalouga, la Société locale d’histoire naturelle publie un petit livre tiré à trois cents exemplaires. Le papier manque, le pays est en pleine guerre civile. Le livre s’intitule Vne Zemli, « Hors de la Terre ». Son auteur l’a commencé en 1896 et l’a repris vingt ans plus tard. L’action se passe en l’an 2017. Constantin Tsiolkovski y raconte, chapitre après chapitre, comment des hommes quittent leur planète, s’installent en orbite et partent explorer le système solaire.

Un château dans l’Himalaya

Le récit s’ouvre dans les plus hautes montagnes du monde. Un château s’y cache. Six savants y vivent retirés : un Français, un Anglais, un Allemand, un Américain, un Italien et un Russe. La déception des hommes, écrit Tsiolkovski, les a conduits à la solitude. Ils ont trouvé le bonheur dans la science. Ils sont immensément riches et peuvent s’offrir toutes les expériences.

Il leur a donné des noms. L’Italien s’appelle Galilée, l’Anglais Newton, l’Allemand Helmholtz, le Français Laplace, l’Américain Franklin. Le Russe s’appelle simplement Ivanov. C’est lui qui, un soir d’été, fait irruption dans la grande salle vitrée du sommet, échevelé, en sueur, et embrasse ses confrères jusqu’à les faire crier grâce. « Nous atteignons la Lune en quatre jours ! Nous sortons de l’atmosphère en quelques minutes ! »

On le croit fou. Franklin suppose qu’il a inventé un canon géant, idée ancienne et impraticable. Ivanov s’impatiente : c’est un canon, si l’on veut, mais un canon volant, aux parois minces, qui tire des gaz au lieu d’obus. Une fusée. L’Italien est déçu : une fusée n’est qu’un jouet. Newton, lui, réfléchit.

L’éditeur soviétique du texte, Boris Vorobiov, a souligné le sens de cette distribution. Ce n’est pas un simple procédé littéraire. Tsiolkovski veut dire que la conquête de l’espace sera l’œuvre commune de plusieurs peuples, et non l’effort isolé d’un seul pays.

La fusée de 2017

Les savants construisent d’abord un engin d’essai : un fuseau de métal de vingt mètres de long et deux de large, avec trois pilotes dans des sièges rembourrés. Au premier essai, il reste suspendu en l’air vingt minutes. Au second, il monte à cinq kilomètres.

Puis vient le vrai vaisseau. Il mesure cent mètres de long et quatre de diamètre. Il est formé de vingt fusées simples accolées, chacune avec sa réserve, sa chambre et son tube, autour d’un compartiment central de vingt mètres réservé à l’équipage. Sa coque a trois enveloppes : du métal résistant percé de hublots de quartz, une couche qui conduit mal la chaleur, et une peau extérieure de métal réfractaire qui rougit pendant la traversée de l’air. Vingt hommes y prennent place.

Pour supporter le départ, ils se couchent dans des caisses pleines de liquide et respirent par un tube. Ils y sont, écrit Tsiolkovski, comme des nageurs. Ils peuvent bouger les bras et manier des leviers placés à portée de main. Un appareil automatique, sur lequel on a enregistré d’avance les ordres de plusieurs minutes, exécute les manœuvres sans qu’on y touche.

À bord, il y a des scaphandres étanches pour sortir dans le vide ou dans l’atmosphère irrespirable d’une autre planète. Il y a, pour s’y déplacer, de petits tubes à réaction fixés à un harnais. Il y a de l’oxygène à pression réduite, des appareils pour absorber les déchets de la respiration, des réserves d’eau et de vivres. Et il y a des graines.

La serre

C’est la grande idée du livre. Une fois en orbite autour de la Terre, les voyageurs sortent en scaphandre et assemblent, à côté de la fusée, une serre de cinq cents mètres de long et deux mètres de diamètre. Elle est reliée au vaisseau par des passages à sas et par deux tuyaux. L’un y envoie le gaz carbonique et les déchets de l’équipage. L’autre ramène l’oxygène que les plantes ont produit.

Le sol est contenu dans un long récipient percé de trous, arrosé de l’intérieur. Une fenêtre court sur toute la longueur. Les plantes poussent dans une lumière qui ne s’éteint jamais. Les fruits et les légumes mûrissent. L’équipage ne dépend plus de la Terre pour manger ni pour respirer.

Tsiolkovski va plus loin. Quand on s’est habitué à vivre ainsi, on bâtit des serres habitées de mille mètres sur dix, pour cent personnes chacune. Les matériaux montent de la Terre en fusée, et des ouvriers en scaphandre les soudent sur place. Puis ces serres s’assemblent en étoiles, en grappes, en colonies.

La récolte des bolides

Les matériaux coûtent cher à monter. Les voyageurs les cherchent donc sur place. En s’éloignant de la Terre, ils rencontrent de petits blocs de roche et de métal qui tournent autour du Soleil. Des hommes en scaphandre, munis de leurs petits moteurs, les poursuivent et les ramènent dans des filets.

On analyse la prise : du fer, du nickel, de la silice, des oxydes. Newton montre la collection à ses compagnons. Voilà, dit-il, un excellent matériau de construction, l’oxygène qui nous manque, et du sol pour les plantes. L’oxygène est combiné à d’autres corps, mais il est là, et le Soleil donne l’énergie pour l’en extraire. Franklin ajoute que l’on peut aussi tirer de l’eau de ces roches.

Ivanov conclut : si la composition de ce monde ressemble tant à celle du nôtre, qu’est-ce qui l’empêche de devenir la demeure de l’homme et le théâtre de son activité ?

Les éditeurs de 1960 se sont moqués de ces filets à papillons : un caillou qui frappe un vaisseau à plusieurs kilomètres par seconde ne se cueille pas, il le perce. Mais l’idée centrale a fait son chemin. On l’appelle aujourd’hui l’utilisation des ressources sur place, et elle commande tous les projets d’installation durable sur la Lune et sur Mars.

Un roman lu par les ingénieurs

Trois cents exemplaires, c’est très peu. Vorobiov assure pourtant que le livre fut connu jusque hors de Russie. En 1923, quand Tsiolkovski lira la brochure d’Hermann Oberth, il fera lui-même la liste de ce qu’on y trouve et qui figurait déjà dans Hors de la Terre : les scaphandres, la fusée composée, l’amarrage des hommes et des objets, le ciel noir, les étoiles qui ne scintillent pas, les miroirs, les signaux lumineux, la base hors de la Terre d’où l’on repart plus loin, le voyage autour de la Lune.

Dans ce roman, les savants vont sur la Lune. Ils vont aussi, beaucoup plus loin, jusqu’aux abords d’une autre planète. Et là, ils font une chose que les romanciers ne font jamais. Ils décident de ne pas se poser.

Sources : K. Tsiolkovsky, « Outside the Earth », dans The Call of the Cosmos (Moscou, 1960), p. 161-166 et 257-259 ; avant-propos du même recueil, p. 7 ; B. N. Vorobiov, même recueil, p. 457-459 ; N. A. Rynine, K. E. Tsiolkovskii, Life, Writings, and Rockets (1931), trad. NASA TT F-646, p. 11, 28 et 35-40 (description des fusées et des serres de 2017).

Chapitre 18 · 1894 – 1920 « Mars ne se sauvera pas »

Le vaisseau est à dix millions de kilomètres de Mars. La planète apparaît comme une Lune en miniature. Au télescope, on distingue ses « canaux », ses « mers », ses collines, la blancheur de ses pôles. Les voyageurs sont partis depuis des années. Le chef de l’expédition prend la parole : « Nous n’irons pas plus près de Mars. Se poser sur la planète serait une entreprise dangereuse. Nous sommes tous fatigués. » Un de ses compagnons ajoute : « Mars ne se sauvera pas. Nous l’atteindrons au cours d’une expédition ultérieure. » Constantin Tsiolkovski a écrit cette scène à Kalouga, entre 1916 et 1920. Elle dit tout de sa façon de penser à la planète rouge.

Le Mars de 1894

Il s’y était intéressé bien avant. En 1894, dans un manuscrit resté inédit jusqu’en 1960, il fait voyager un narrateur de planète en planète. La page sur Mars commence par les nombres. Mars est une fois et demie plus loin du Soleil que la Terre. Un champ martien reçoit moitié moins de chaleur qu’un champ terrestre. La pesanteur y est deux fois et demie plus faible : les objets y pèsent les deux cinquièmes de leur poids. Deux petites lunes éclairent ses nuits. La plus proche, Phobos, traverse le ciel si vite qu’elle se lève à l’ouest et se couche à l’est.

Puis il donne une température. Il estime la moyenne à trente-deux degrés au-dessous de zéro. Beaucoup imaginaient alors un Mars tempéré, avec des mers et de la végétation. Les sondes ont mesuré une moyenne voisine de soixante degrés au-dessous de zéro. Tsiolkovski était encore trop optimiste, mais il était du bon côté.

De ce froid, il tire une conséquence. Autrefois, écrit-il, quand le Soleil était plus chaud et la planète encore tiède, les eaux de Mars remplissaient des dépressions, comme nos mers. Puis le temps a changé. Elles ont gelé sur place et sont devenues une partie solide de la croûte. Sous le soleil de l’équateur, cette glace fond un peu en surface. La vapeur donne quelques nuages de neige. La nuit, toute la planète se couvre de givre blanc, qui disparaît peu après le lever du jour.

Les fameux « canaux », conclut-il, ne sont pas des ouvrages d’ingénieurs. Ce sont ces mers et ces rivières pétrifiées par le gel.

L’explication est fausse dans le détail : les canaux n’existaient pas, c’était une illusion des observateurs. Mais l’image d’ensemble est d’une justesse étonnante. Une planète qui a eu de l’eau liquide dans sa jeunesse, qui l’a perdue en se refroidissant, et où elle subsiste sous forme de glace : c’est, à peu de chose près, ce que les géologues disent de Mars aujourd’hui.

Le manuscrit tourne ensuite à la fantaisie. Le narrateur rencontre des Martiens « tout à fait charmants », pour qui ce visiteur venu d’un monde chaud est un poêle bien garni. On se le dispute dans les maisons. Tsiolkovski aimait ces plaisanteries. Ses éditeurs soviétiques les ont jugées sévèrement.

Le voyage de 1920

Vingt-cinq ans plus tard, dans Hors de la Terre, il n’y a plus de Martiens. Il y a un problème d’ingénieur.

Les colonies installées entre la Terre et la Lune manquent de matériaux. En faire venir de la Terre coûte trop cher. La Lune ne convient pas. Newton propose donc d’explorer l’espace au-delà de l’orbite terrestre, entre la Terre et Mars, où l’on peut espérer trouver de petits astéroïdes invisibles depuis nos télescopes. Avant de partir, il vérifie un point : n’y fera-t-il pas trop froid ? Il calcule qu’une surface noire exposée au Soleil, à la distance de Mars, peut encore atteindre quatre-vingt-trois degrés. On pourra donc y vivre dans des serres.

Le vaisseau s’éloigne du Soleil en une longue spirale, moteur au ralenti. Chaque tour dure plus d’un an. La serre suit, attachée, et fournit les vivres. Les voyageurs découvrent des centaines de petits corps de quelques kilomètres ou moins. Ils se posent sur l’un d’eux, large de neuf cents mètres, où un homme et son équipement ne pèsent presque rien. Ils y trouvent de l’or, de l’argent et du platine presque purs.

Ivanov en tire une réflexion qui dépasse la métallurgie. Si ces blocs sont les débris d’une planète brisée, la Terre pourrait l’être un jour. Il vaudrait donc mieux que l’humanité s’installe ailleurs sans attendre une telle catastrophe. L’idée que l’espèce doit avoir plus d’un monde pour survivre, que l’on entend aujourd’hui dans la bouche des promoteurs de Mars, est écrite là.

La décision

Après plusieurs années, Mars est proche. Et c’est alors que Newton renonce.

La scène qui suit s’intitule « Peut-on visiter les planètes ? ». Un jeune membre de l’équipage s’enthousiasme : nous vivons très bien ici, presque aussi loin du Soleil que Mars, pourquoi ne pas y aller ? Newton répond par une leçon de physique.

Il dresse une table des températures. Pour une planète, qui rayonne par toute sa surface, le calcul donne à Mars vingt-trois degrés au-dessous de zéro. En tenant compte de la part de lumière qu’elle renvoie, on tombe à moins trente-cinq. « Il est donc difficile d’admettre, dit-il, qu’avec une température moyenne de moins trente-cinq degrés, les canaux et les mers de Mars soient faits d’eau liquide. » La moyenne y est de quarante-neuf degrés plus basse que sur la Terre, dont une bonne partie est déjà couverte de glaces éternelles. « Alors d’où viendrait l’eau ? »

Un jeune auditeur demande tristement si des miroirs ne pourraient pas les sauver du froid. Ils le pourraient, répond Newton, surtout s’il n’y a pas d’atmosphère. Mais un vent glacé refroidit tout, et cela est très difficile à vaincre.

Puis il passe à l’air. Quels gaz nous entoureront quand nous nous poserons sur une planète inconnue ? Les scaphandres et une réserve d’oxygène nous protégeraient des gaz mortels. Mais qui garantit, dit-il, que nos scaphandres et nos corps ne périront pas dans un feu de Bengale ?

Sa conclusion est celle de tout le livre. « Je ne rejette rien. Je veux seulement dire qu’il nous faudra nous préparer par un travail long et minutieux, si nous voulons espérer triompher des forces hostiles de la nature. Autrement, elles nous écraseront sans même nous remarquer. »

Le retour

On vote. Le vaisseau fait demi-tour. Il ne reprend pas la spirale de l’aller. Il coupe par une route courte, en freinant, et rejoint l’orbite de la Terre en quatre mois.

Avant d’amerrir dans l’océan Indien, Ivanov envoie un télégramme lumineux. Nous avons exploré l’espace entre les orbites de la Terre et de Mars, annonce-t-il. Nous y avons trouvé des centaines de petites planètes. Elles offrent une source inépuisable de matériaux pour établir des colonies. Personne n’a été blessé, nous n’avons manqué de rien. La vie dans l’espace est merveilleuse.

Il ajoute une prière, où l’on entend l’auteur : épargnez-nous les fêtes. Soutenez plutôt les génies qui sont parmi vous. Vous en connaissez très peu, mais il y en a plus que vous ne croyez.

Dans son rapport final, Newton trace le programme. Les colonies seront transférées peu à peu entre les orbites de la Terre et de Mars. La Terre ne fabriquera plus que des fusées pour le transport des personnes. Et ces fusées, écrit Tsiolkovski en 1920, pourront revenir avec du carburant fabriqué « là-haut ».

Ce que cela veut dire

Tsiolkovski n’a donc pas rêvé d’un débarquement sur Mars. Il s’en est même méfié. Dans la liste des étapes qu’il dressera en 1927, il écrira que se poser sur les grandes planètes est si difficile que la question est, pour le moment, hors de propos. Il voyait l’avenir des hommes dans l’espace lui-même, dans des habitations tournant autour du Soleil, nourries par sa lumière et bâties avec la matière des astéroïdes. Mars était pour lui un repère, la borne de la région habitable, et un monde à étudier de près : il l’a dit en 1911, on l’observera d’abord à quelques dizaines de verstes, on descendra sur ses satellites, puis, peut-être, à sa surface.

Mais sa prudence vaut programme. Il a posé, avant tout le monde, les trois questions qu’il faut résoudre avant d’y aller : quelle température, quelle eau, quel air. Et il a donné l’ordre des opérations. D’abord s’installer dans l’espace. Ensuite aller voir. Enfin, seulement, descendre.

Sources : K. Tsiolkovsky, « Changes in Relative Weight » (manuscrit de 1894), section « Mars », dans The Call of the Cosmos (Moscou, 1960), p. 377-380 ; « Outside the Earth » (1920), chapitres 48 à 57, même recueil, p. 309-331 ; avant-propos, p. 6 ; introduction de Tsiolkovski (14 mai 1927) dans N. A. Rynine, trad. NASA TT F-646, p. 27 ; « The Investigation of Universal Space » (1911), trad. NASA TT F-243, p. 96. Pour la température moyenne de Mars et son histoire de l’eau : NASA.

Chapitre 19 · 1923 – 1929 Vingt ans sous le boisseau

En 1924, à Kalouga, Constantin Tsiolkovski fait réimprimer son article de 1903. Il en change le titre. « L’exploration des espaces cosmiques par des engins à réaction » devient « La Fusée dans l’espace cosmique ». C’est, presque mot pour mot, la traduction russe du titre d’un livre paru à Munich l’année précédente : Die Rakete zu den Planetenräumen, d’un certain Hermann Oberth. Le vieil homme proteste à sa façon.

La nouvelle venue d’Allemagne

Il a soixante-six ans quand il apprend qu’un professeur allemand vient de publier la théorie de la fusée à liquides, avec les étages, les scaphandres, la station et le voyage autour de la Lune. La presse en parle comme d’une découverte.

Il lit le livre, et il fait la liste. « Oberth a beaucoup de choses qui se trouvent dans mon Hors de la Terre », note-t-il : les scaphandres, la fusée composée, l’amarrage des hommes et des objets, le ciel noir, les étoiles qui ne scintillent pas, les miroirs dans l’espace, les signaux lumineux, la base hors de la Terre d’où l’on s’élance plus loin, le voyage autour de la Lune, la fusée habitée de trois cents tonnes, l’étude de la Lune, et bien d’autres.

L’ingénieur Tikhonravov a expliqué le changement de titre de 1924 : Tsiolkovski a adopté la traduction presque littérale du titre d’Oberth pour protester contre le fait que le livre de celui-ci était reçu comme une nouveauté, alors qu’il avait lui-même proposé les mêmes idées en 1903.

« Le sort des penseurs »

En 1926, il publie une édition refondue de son grand travail. Il la fait précéder d’un texte dont le titre est une plainte : « Le sort des penseurs, ou vingt ans sous le boisseau ». Il s’y plaint de l’oubli où l’on a laissé ses travaux.

Une lettre retrouvée dans ses papiers dit le fond de sa pensée. On lui a toujours opposé que ses idées étaient « inopportunes ». Il répond que toutes les grandes entreprises l’ont été. Les chemins de fer ont paru inopportuns ; des commissions de savants les ont même jugés nuisibles à la santé. Le bateau à vapeur a été tenu pour un jouet par le grand Napoléon lui-même. L’histoire montre, écrit-il, que ni les savants, ni les spécialistes, ni les sages n’ont jamais su distinguer une grande découverte d’une petite.

Il y a de l’amertume dans ces lignes, et aussi une accusation : le droit de parler, dit-il, n’appartient qu’aux forts, aux autorités établies et aux savants diplômés. Tous les autres sont étouffés par cette caste.

Mais il sait aussi relativiser. « La priorité existe aujourd’hui et disparaît demain », écrira-t-il. Et encore : « Je n’ai jamais prétendu à une solution complète du problème. »

Ce que l’Allemagne lui a rendu

Le paradoxe est que le livre d’Oberth l’a sauvé de l’oubli. Tant que la fusée spatiale n’était que l’idée d’un instituteur russe, personne ne s’en souciait à Moscou. Dès qu’elle devient un sujet de conférences à Berlin et à Vienne, la Russie soviétique se rappelle qu’elle a un précurseur. L’historien Anatoly Zak le dit sans détour : c’est en 1923, après la publication d’Oberth, que l’État soviétique « redécouvre » Tsiolkovski.

Des sociétés d’étude du voyage interplanétaire se forment. Des vulgarisateurs de talent, Iakov Perelman et Nikolaï Rioumine, expliquent ses idées au grand public. À Leningrad, le professeur Nikolaï Rynine entreprend une encyclopédie du vol interplanétaire en neuf fascicules, et lui en consacre un tout entier. Tsiolkovski lui envoie en 1926 son autobiographie, en 1927 une introduction écrite exprès.

À l’étranger aussi, on le lit enfin. Un étudiant russe de Berlin, Alexandre Scherschevsky, celui-là même qui assistera Oberth, présente ses fusées dans les revues allemandes. Un ingénieur allemand, Lademann, discute son travail de 1926 dans une revue d’aéronautique, et conteste l’idée de gouvernes placées dans le jet. Tsiolkovski lui répond dans une brochure de 1927. Sur ce point, les faits lui donneront raison quinze ans plus tard.

La lettre de 1929

Oberth, lui, se conduit bien. Il a entendu parler du Russe en 1924. En 1925, il a reçu de Kalouga la brochure rebaptisée, et se l’est fait traduire par un de ses élèves. Il reconnaît l’antériorité.

Le 24 octobre 1929, il écrit à Tsiolkovski. La lettre a été publiée, par extraits, en annexe d’une brochure de Kalouga. « Je vous salue… J’espère que vous vivrez assez longtemps pour voir vos grands buts accomplis… Vous avez allumé la lumière, et nous continuerons à travailler jusqu’à ce que le grand rêve de l’humanité soit réalisé… Je vous envoie mon nouveau livre, et je vous serais très reconnaissant de m’envoyer en échange vos derniers travaux. »

Le nouveau livre, c’est Wege zur Raumschiffahrt. Rynine en prépare alors la traduction russe.

Ainsi, en six ans, la querelle de priorité s’est changée en correspondance. Chacun a dit ce qu’il devait dire : Oberth que le Russe avait allumé la lumière, Tsiolkovski que son propre travail s’arrêtait au calcul.

Trois hommes

Tsiolkovski a lui-même dressé, en 1927, la liste de ceux qu’il tenait pour les pionniers. Elle commence par Nikolaï Kibaltchitch, le révolutionnaire russe qui dessina en prison, en 1881, un engin à poudre. Elle comprend Ganswindt, Esnault-Pelterie, Hohmann, Oberth, Valier, Goddard, Tsander, Rynine. Il a souligné les noms de ceux dont il connaissait le mieux les travaux.

Puis il ajoute la phrase qui fixe sa place, et que personne ne lui conteste : jusqu’à ses travaux de 1903, la fusée n’était envisagée que pour le vol dans l’air. C’est seulement après qu’on a songé à s’en servir pour sortir de l’atmosphère.

Rynine, qui publie cette liste, y joint une note d’historien. L’idée d’aller dans les astres en fusée est plus ancienne que Tsiolkovski : on la trouve chez Cyrano de Bergerac. Le mérite du savant de Kalouga est d’avoir été le premier à la fonder sur le calcul.

Sources : M. K. Tikhonravov, introduction à Works on Rocket Technology (1947), trad. NASA TT F-243, p. 6-9 et 13 (changement de titre, lettre sur l’« inopportunité », lettre d’Oberth du 24 octobre 1929, polémique avec Lademann) ; B. N. Vorobiov, dans The Call of the Cosmos (1960), p. 458 ; N. A. Rynine, K. E. Tsiolkovskii, Life, Writings, and Rockets (1931), trad. NASA TT F-646, préface et p. 26-28, 41-43 ; H. Oberth, « My Contributions to Astronautics » (1967), dans First Steps Toward Space, p. 136 ; A. Zak, russianspaceweb.com.

Chapitre 20 · 1926 – 1929 Le plan

Le 14 mai 1927, à Kalouga, Constantin Tsiolkovski écrit pour le livre de Rynine une introduction de trois pages. Il y range en douze points, numérotés, la suite des opérations qui mèneront l’humanité du banc d’essai à la colonisation du système solaire. Il a soixante-neuf ans. Aucune fusée à liquides n’a encore volé en Russie. La liste qu’il dresse ce jour-là est, à peu de chose près, celle que l’histoire a commencé de suivre trente ans plus tard.

Douze marches

Ce projet, prévient-il, relève encore de la pure spéculation. Voici pourtant comment il pourrait se réaliser.

Un : des essais statiques, le moteur fixé au sol. Deux : un engin à réaction, bardé d’instruments, qui roule sur un aérodrome. Trois : un petit saut en l’air, suivi d’un retour en vol plané. Quatre : la haute atmosphère, jusqu’à la stratosphère. Cinq : un engin qui sort de l’atmosphère et revient en planant.

Six : des stations en orbite hors de l’atmosphère, « comme de petites lunes près de la Terre ». Sept : l’emploi de l’énergie du Soleil pour respirer, se nourrir et vivre. Huit : l’emploi de cette énergie pour voyager dans tout le système planétaire, et pour l’industrie.

Neuf : la visite des plus petits corps du système solaire, astéroïdes et planétoïdes. Dix : l’établissement de bases sur ces corps. Onze : des bases sur les petites lunes et les petites planètes. Il ajoute ici une parenthèse : se poser sur les grandes planètes est si difficile que, selon lui, la question est pour l’instant hors de propos. Douze : la colonisation de tout le système solaire.

Les premières marches ont été gravies, sous d’autres formes, entre 1926 et 1961, des essais de Goddard aux premiers vols orbitaux. La sixième date de 1971. Nous en sommes là. Tsiolkovski avait prévenu : il faudra sans doute des siècles.

Le travail de 1926

Cette introduction résume un gros ouvrage. En 1926, il a publié à Kalouga une nouvelle édition, très augmentée, de son Exploration des espaces cosmiques par des engins à réaction. Rynine note que, sous couvert de « quelques corrections et additions », le livre traite en réalité de sujets entièrement nouveaux, que les auteurs occidentaux avaient abordés entre-temps, et auxquels Tsiolkovski imprime sa marque.

On y trouve une théorie générale de la propulsion, où il compare les sources d’énergie. La chimie d’abord. Puis l’énergie reçue de l’extérieur, par rayonnement. Puis celle du radium : la masse à rejeter serait infime, mais le rendement détestable. Il montre qu’une fusée utilise le mieux son énergie quand elle rejette ses gaz à une vitesse égale à la sienne.

On y trouve aussi le départ. Il ne croit pas qu’une fusée doive s’arracher du sol à la verticale. Il imagine une rampe métallique construite en haute montagne, inclinée de dix à vingt degrés, longue de plusieurs centaines de kilomètres. Une « fusée terrestre » de cent mètres y glisse en accélérant, portée par un coussin d’air comprimé qui supprime presque le frottement. Elle emporte sur son nez la « fusée cosmique », longue de vingt mètres. Au bout de la rampe, à plus de trois kilomètres par seconde, la petite se détache et continue seule. La grosse freine et s’arrête. Elle ne porte pas d’équipage.

C’est une fusée à deux étages, dont le premier reste au sol. La rampe n’a jamais été construite. Mais l’idée d’un premier étage qui ne s’envole pas, ou qui revient, n’a pas cessé de tenter les ingénieurs.

La station et le retour

Le plan de conquête proprement dit tient en quelques lignes. On bâtit d’abord une station à mille ou deux mille kilomètres de la Terre. Elle accumule de l’énergie solaire pour les vols lointains. De là, on gagne les astéroïdes, où l’on se pose sans grande difficulté. Les astéroïdes, écrit-il, sont une source de carburant pour le voyage vers d’autres planètes et vers les étoiles.

Pour revenir sur Terre, la fusée décrit des spirales de plus en plus basses, puis plane dans l’air comme un avion. Le mieux, précise-t-il, est de la faire amerrir dans l’océan. Dans un manuscrit de 1924 qu’une revue lui avait refusé, il avait déjà proposé de freiner dans l’atmosphère au lieu de brûler du carburant. Tous les retours de l’espace se font ainsi.

Quant aux vivres, chaque fusée emportera des plantes qui purifieront l’air et donneront des fruits. Il fait le compte : un homme a besoin de trois mille calories par jour. Il suffirait de capter une petite part des rayons qui frappent un mètre carré exposé au Soleil.

Les trains de fusées

En 1929, il publie une brochure au titre imagé : Trains de fusées cosmiques. Un train de fusées est un assemblage de plusieurs fusées semblables. La première tire jusqu’à épuisement, puis se détache. La deuxième s’allume, et ainsi de suite. La dernière atteint la vitesse nécessaire pour s’échapper.

C’est le principe des étages, qu’Oberth et Goddard avaient décrit avant lui dans leurs publications. Tsiolkovski y apporte le calcul. Il détermine, pour des trains de deux, trois, quatre ou cinq éléments, la masse de carburant, les vitesses, la durée de la poussée. Il place la fusée motrice en tête, et non en queue, parce qu’un assemblage résiste mieux quand on le tire que quand on le pousse.

En 1930, il décrit un avion à réaction capable de voler à trente-sept kilomètres d’altitude et à trois mille six cents kilomètres à l’heure. Il voit la fusée spatiale comme l’aboutissement d’une lignée d’avions de plus en plus rapides, aux ailes de plus en plus petites. Un de ses articles s’intitule : « De l’avion à l’astronef ».

Le train sans roues

On trouve aussi, parmi ses brochures de ces années-là, une invention qui n’a rien à voir avec l’espace. En 1927, dans La résistance de l’air et le train rapide, il propose un wagon sans roues. Des moteurs soufflent de l’air comprimé sous le plancher. Le wagon se soulève de quelques millimètres au-dessus de la voie et glisse sur ce coussin, presque sans frottement. L’air rejeté vers l’arrière le pousse.

Les historiens ont montré qu’il y pensait depuis 1921 : son cahier de notes de cette année-là contient déjà le principe d’un glissement « sur un liquide ou sur un gaz ». L’aéroglisseur ne sera construit que dans les années 1950, en Angleterre.

« Le temps dira »

Il ne se fait aucune illusion sur le délai. Des autorités, écrit-il en 1927, se sont engagées à dire que le voyage interplanétaire est possible, et dans un avenir proche. Peut-on y voir une garantie de succès ? Malheureusement non, comme l’histoire le montre. Il y a eu tant d’inventions sans valeur soutenues de bonne foi par des gens compétents, et tant d’autres tenues pour nulles qui se sont révélées précieuses.

« On travaille et on espère, et seule la vie elle-même tranche les questions et les doutes. Le temps dira. »

Sources : introduction de K. E. Tsiolkovski (Kalouga, 14 mai 1927) et exposé de ses travaux de 1926-1930 dans N. A. Rynine, K. E. Tsiolkovskii, Life, Writings, and Rockets (1931), trad. NASA TT F-646, p. 23, 26-28, 46-47 et 75-105 ; M. K. Tikhonravov, introduction à Works on Rocket Technology (1947), trad. NASA TT F-243, p. 13 ; V. N. Sokolsky, dans First Steps Toward Space, p. 275. Repères modernes : NASA (premier vol orbital habité, 1961 ; première station orbitale, 1971).

Chapitre 21 · 1925 – 1933 Le philosophe de Kalouga

« Il n’y a pas de fin à la vie, à l’évolution et au perfectionnement de l’humanité. L’homme progressera toujours. Et s’il en est ainsi, il doit à coup sûr atteindre l’immortalité. » Ces phrases ne sont pas d’un poète. Elles terminent un texte de Constantin Tsiolkovski sur les perspectives du vol en fusée. Pour lui, la fusée n’a jamais été un but. Elle était le moyen d’une idée beaucoup plus vaste, qu’il a exposée dans des dizaines de brochures que peu d’ingénieurs ont lues.

Pourquoi partir

Il faut d’abord comprendre le raisonnement, qui est simple. La Terre ne reçoit qu’une part infime de la lumière du Soleil : un demi-milliardième, calcule-t-il. Tout le reste se perd dans le vide. Or cette lumière est de l’énergie, et l’espace autour du Soleil est sans bornes. Une humanité qui saurait vivre là disposerait de deux milliards de fois plus d’énergie et d’une place illimitée.

« Est-il déraisonnable de songer à utiliser cette énergie ? demande-t-il. Ou à utiliser l’espace sans limites qui entoure la Terre ? » Il ajoute, pour les sceptiques : en tout cas, il n’y a rien de mal à développer de telles idées, pourvu qu’elles soient le fruit d’un travail sérieux.

Vient ensuite la durée. Le Soleil s’éteindra un jour. Il sera alors logique de le quitter pour un autre, plus jeune. Le voyage prendra des dizaines de milliers d’années. C’est énorme pour un homme, écrit-il, mais infime à l’échelle de l’humanité. Les voyageurs vivront dans un milieu fabriqué, et leurs descendants arriveront. « La plus grande partie de l’humanité, vraisemblablement, ne périra jamais, mais passera de soleil en soleil à mesure qu’ils s’éteignent. »

C’est dans ce texte que se trouve sa phrase la plus citée : la planète est le berceau de la raison, mais on ne peut pas vivre éternellement dans le berceau.

Les êtres de l’éther

Il pousse le raisonnement jusqu’à la biologie. Les sociétés avancées, observe-t-il, vivent dans un cadre de plus en plus artificiel, et c’est cela que signifie le progrès : se protéger du temps qu’il fait, des bêtes, des microbes. Dans l’espace, cet artifice sera poussé à l’extrême.

Mais avec le temps, pense-t-il, les conditions nouvelles feront naître des êtres nouveaux. Des animaux aquatiques sont sortis de l’eau et sont devenus terrestres. Des animaux terrestres ont appris à voler. De même, après la conquête de l’air viendra celle de l’éther : les êtres de l’air deviendront des êtres de l’espace.

Ses écrits de ces années-là portent des titres qui disent leur ambition : Monisme de l’univers et La Cause du cosmos en 1925, L’Avenir de la Terre et de l’humanité et La Volonté de l’univers en 1928, Les Buts de l’astronautique en 1929, Éthique scientifique en 1930. Rynine en donne la liste sans les commenter.

Ce que ses éditeurs en ont dit

Les scientifiques soviétiques qui ont réédité ses récits en 1960 ont pris leurs distances, dans un avant-propos qui ne ménage pas le grand homme. Tsiolkovski, écrivent-ils, laisse son imagination l’emporter quand il décrit la vie d’êtres intelligents sur Mercure, sur Mars ou sur les astéroïdes : ce sont des fantaisies pures.

Ils relèvent des erreurs. Il croit à l’« éther », ce fluide que les physiciens du dix-neuvième siècle supposaient remplir l’espace. Il sous-estime le danger des météorites. Il pense qu’on protégerait un corps de n’importe quelle accélération en le plongeant dans l’eau. Il peuple toutes les planètes, quelles que soient leur température et leur atmosphère, et imagine des organismes faits de n’importe quels éléments, sans voir le rôle unique du carbone. Il suppose que le Soleil se refroidira en quelques millions d’années, parce qu’on ignorait de son temps la source véritable de son énergie.

Ces critiques sont justes. Elles ne touchent pas l’essentiel. Les mêmes éditeurs le reconnaissent : l’idée d’un équilibre entre plantes et animaux dans de grands vaisseaux, qui permettrait des voyages d’une durée indéfinie, est extrêmement intéressante et mérite d’être examinée de près pour sa réalisation.

Le silence imposé

Il y a une autre raison pour laquelle cette partie de son œuvre est restée dans l’ombre. Un univers animé, une humanité promise à l’immortalité : ces idées s’accordaient mal avec le matérialisme officiel.

L’historien Anatoly Zak a résumé la situation d’une formule : l’État soviétique a célébré Tsiolkovski comme théoricien de l’espace, et l’a fait taire comme philosophe. Ses brochures de Kalouga, tirées à quelques milliers d’exemplaires et distribuées par lui, ont circulé de main en main.

L’historien Sokolsky, qui écrivait à Moscou en 1968, a laissé entendre que le dernier mot n’était pas dit. Le regard sur Tsiolkovski a déjà changé quatre fois, note-t-il. Il est possible qu’un temps vienne où l’on prêtera davantage attention à ses travaux sur le cosmos, et où ses travaux sur le vol interplanétaire ne paraîtront plus qu’un cas particulier dans une théorie générale de la conquête de l’univers par l’humanité.

Où sont-ils ?

Un dernier trait montre la portée de sa réflexion. D’après une étude publiée en 1995 dans une revue d’astronomie britannique, il a formulé en 1933, dans une courte note, ce qu’on appellera plus tard le paradoxe de Fermi. Si l’univers est plein de mondes habités, comme il le croit, pourquoi n’en voyons-nous aucun signe ?

Dans Hors de la Terre, il avait donné une réponse d’ingénieur à une question voisine : les planètes des autres étoiles sont trop petites et trop sombres pour être vues. Nous n’apercevons que les soleils.

On peut sourire de ses Martiens frileux et de ses habitants des astéroïdes aux ailes vertes. On aurait tort d’oublier que c’est pour eux, et pour l’avenir qu’ils figuraient, qu’il a calculé la fusée. Sans la philosophie, il n’y aurait pas eu l’équation.

Sources : textes de Tsiolkovski sur les perspectives du vol en fusée, autobiographie et liste de ses écrits, dans N. A. Rynine, K. E. Tsiolkovskii, Life, Writings, and Rockets (1931), trad. NASA TT F-646, p. 8, 11-12 et 29-31 ; avant-propos de The Call of the Cosmos (Moscou, 1960), p. 5-9, et « Outside the Earth », p. 177 ; V. N. Sokolsky, dans First Steps Toward Space, p. 276 ; A. Zak, russianspaceweb.com ; pour la note de 1933 (V. Lytkin, B. Finney et L. Alepko, Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society, 1995), notice Wikipédia en anglais.

Chapitre 22 · 1930 – 1934 Le patriarche

« Cher Monsieur, depuis le jour de sa fondation, la Société pour la navigation spatiale vous a toujours tenu pour l’un de ses guides spirituels, et n’a jamais manqué une occasion de signaler, de vive voix comme dans la presse, vos mérites et votre priorité indiscutable dans le développement de cette grande idée. » La lettre vient de Berlin. Elle est adressée, en septembre 1932, à un vieil homme de Kalouga qui fête ses soixante-quinze ans. Constantin Tsiolkovski est devenu, pour ceux qui construisent des fusées, un ancêtre vivant.

Le courrier de Kalouga

Les lettres arrivent de partout. Le 28 avril 1930, il rédige une réponse collective, sous le titre « Aux inventeurs de machines à réaction ». Elle commence ainsi : « Des adultes et des enfants m’envoient des centaines de projets de moyens de locomotion à réaction. À tous, je peux faire la réponse suivante. »

La réponse est une leçon de bon sens. Un moteur à réaction n’est efficace que si l’engin va à peu près aussi vite que les gaz qu’il rejette, c’est-à-dire à un ou deux kilomètres par seconde. Aucune voiture, aucun bateau ne peut rouler à cette allure : la résistance de l’air ou de l’eau l’en empêche, et les roues éclateraient. Il faut donc voler, et voler haut, là où l’air est rare. On en arrive nécessairement à l’avion-fusée de la stratosphère. Mais c’est une tâche trop compliquée pour des enfants. Il existe pour cela un institut de recherche.

Il joint pourtant des dessins de modèles simples, que chacun peut construire sans outils compliqués. Son éditeur note qu’il s’intéressait beaucoup aux travaux manuels des enfants du centre technique local.

Ceux qui construisent

Cet institut existe en effet. Autour de 1930, des groupes d’ingénieurs se forment à Moscou et à Leningrad pour étudier la propulsion par réaction. Les éditeurs soviétiques citent parmi ses plus proches continuateurs Friedrich Tsander et Valentin Glouchko, qui conçoivent les premiers moteurs soviétiques à ergols liquides. En 1933, les premières fusées soviétiques à liquides s’élèvent. Parmi les jeunes gens qui les lancent se trouvent Mikhaïl Tikhonravov, qui éditera ses œuvres, et Sergueï Korolev, qui mettra Spoutnik en orbite.

Tsiolkovski a cessé toute recherche pratique. Il rédige alors, selon son éditeur, un volumineux traité sur les moteurs à réaction, que sa santé interrompt sans cesse. Il continue de publier : en 1932, une étude sur le « stratoplane semi-réactif » et une autre sur le mouvement par réaction ; en 1933, un travail sur les carburants pour fusées et un projet de turbine. Un de ses derniers manuscrits, daté de 1935, porte sur la vitesse maximale d’une fusée.

En 1934, ses œuvres choisies paraissent à Moscou. Le second volume, consacré à la réaction, a été préparé par Tsander, mort l’année précédente. Il est tiré à quinze cents exemplaires.

Soixante-quinze ans

L’anniversaire de 1932 est célébré officiellement. D’après ses biographes russes, le gouvernement lui décerne l’ordre du Drapeau rouge du Travail. L’année suivante, on lui attribue une maison neuve à Kalouga.

Parmi les messages reçus, les historiens ont retenu celui de la société allemande, déjà cité. Un peu plus tard vient une lettre du chef de l’Institut de recherche scientifique sur la réaction, fondé à Moscou en 1933. Elle dit ce que lui doit toute une génération : « Ce n’est pas un mystère que la plupart de ceux qui travaillent aujourd’hui aux fusées ont fait connaissance pour la première fois avec les principes de la propulsion par réaction dans vos merveilleux livres, s’y sont instruits, et y ont pris votre enthousiasme et votre certitude que notre cause sera couronnée de succès. »

Pourtant, l’historien Sokolsky fait une remarque qui corrige l’image. Pour la plupart des gens, écrit-il, le nom de Tsiolkovski restait attaché, comme avant, à l’aéronautique et aux dirigeables. C’est le père du dirigeable métallique que l’on fêtait, plus que celui de l’astronautique.

La maquette

Le dirigeable, justement, n’est pas oublié. Au milieu des années 1920, une maquette en laiton de sa coque, longue de dix mètres et haute de deux, a été construite à Moscou d’après ses plans. Elle occupait le grand atelier d’une université. « Elle est très impressionnante, écrivait-il à Rynine, et elle me fait croire à la possibilité d’un dirigeable métallique. Je ne sais vraiment pas si ce travail continuera. »

En 1930, il publie encore le projet d’un dirigeable de métal pour quarante passagers, long de cent vingt mètres. Il prévient lui-même que ces dimensions sont insuffisantes. Rynine conclut la même année, sobrement, que faute d’un soutien régulier il n’a jamais pu vérifier si l’appareil était réalisable en vraie grandeur.

Onze personnes

Rynine donne, en note de sa biographie, un détail domestique. En 1931, la maisonnée de Tsiolkovski compte onze personnes : sa femme, qui a soixante-douze ans ; une fille non mariée, de quarante-huit ans ; une autre fille avec ses six enfants ; et l’enfant orphelin d’une troisième fille, morte.

Une photographie de 1928 le montre avec un petit-fils. Le vieil homme qui écrit sur la colonisation des astéroïdes vit donc entouré d’enfants, dans une maison pleine, à qui sa pension donne à manger.

Il a écrit à Rynine, en 1926, ce qu’il pensait de sa vie, et il n’a pas changé d’avis. « Ma tâche principale est encore devant moi. Aurai-je assez de forces, pourrai-je achever mes projets ? »

Sources : V. N. Sokolsky, dans First Steps Toward Space, p. 275-276 (messages du jubilé de 1932) ; K. Tsiolkovsky, « To Inventors of Reaction-Propelled Machines » (28 avril 1930) et essai de B. N. Vorobiov, dans The Call of the Cosmos (1960), p. 462-468 ; M. K. Tikhonravov, introduction à Works on Rocket Technology (1947), trad. NASA TT F-243, table des matières et p. 11-12 ; lettre du 11 juin 1926 et notes de N. A. Rynine, trad. NASA TT F-646, p. 2, 8-9 et 20-21 ; pour la décoration de 1932 et la maison de 1933, notice Wikipédia en russe (source tertiaire).

Chapitre 23 · 1935 Le dernier été

Le 23 juillet 1935, le journal de la jeunesse communiste, la Komsomolskaïa Pravda, publie un article signé d’un homme de soixante-dix-sept ans. « Rien ne m’absorbe davantage que le problème de vaincre la pesanteur terrestre et de voler dans l’espace. J’ai déjà soixante-dix-huit ans, et je continue pourtant à calculer et à dessiner des machines à réaction. » Constantin Tsiolkovski a moins de deux mois à vivre. L’article s’intitule : « Est-ce une simple fantaisie ? » Il y parle d’un film.

Le cinéma

Il y a une dizaine d’années, raconte-t-il, on lui avait proposé de porter à l’écran son récit Hors de la Terre. L’affaire s’était révélée trop compliquée, et on y avait renoncé. Voici maintenant que les studios Mosfilm, en la personne du talentueux Vassili Jouravliov, ont décidé de tourner Voyage cosmique. Tsiolkovski en est le conseiller scientifique.

Il s’en réjouit sans réserve. Le cinéma, écrit-il, touche plus de monde que les livres. Il est plus vivant et plus proche de la nature qu’une description. C’est le sommet de l’art, surtout maintenant qu’on lui a joint le son. Il trouve très courageux, de la part de Mosfilm, d’avoir entrepris un tel film.

On pense à l’autre film, tourné à Berlin six ans plus tôt, dont Hermann Oberth avait été le conseiller. Les deux théoriciens ont eu la même expérience : expliquer à des cinéastes comment on flotte dans une cabine.

À quoi servent les contes

L’article contient une confession. Il a souvent essayé d’écrire des récits de voyage dans l’espace. Chaque fois, il a fini par se laisser prendre par les calculs exacts, et il est revenu au travail sérieux. La fiction, chez lui, a toujours été le brouillon de la science.

Mais il la défend. Les récits de science-fiction sur les voyages interplanétaires portent les idées nouvelles vers les masses. Tous ceux qui s’y emploient font œuvre utile : ils éveillent l’intérêt, mettent le cerveau en mouvement, et forment des gens qui sympathiseront avec les grands projets et y travailleront plus tard.

Il donne aussi, en passant, deux dates. Il avait dix-sept ans quand il a rêvé pour la première fois de quitter notre planète. Et c’est à partir de 1913 que ses travaux ont été reconnus à l’étranger.

« Dans quelques dizaines d’années »

Le passage le plus remarquable vient à la fin. Croit-il lui-même aux voyages dans l’espace ? L’homme y parviendra-t-il jamais ?

Plus il travaillait, répond-il, plus il rencontrait de difficultés et d’obstacles. Jusqu’à une date récente, il pensait qu’il faudrait des centaines d’années pour voler à des vitesses astronomiques, de huit à dix-sept kilomètres par seconde. Les maigres résultats obtenus chez nous et à l’étranger le confirmaient.

Mais le travail ininterrompu de ces derniers temps a ébranlé ce pessimisme. On a trouvé des méthodes, écrit-il, qui donneront des résultats étonnants dans quelques dizaines d’années.

Il écrit cela en juillet 1935. Le premier satellite sera lancé vingt-deux ans plus tard, et le premier homme ira dans l’espace vingt-six ans plus tard. Pour une fois, il avait vu trop court dans l’autre sens : toute sa vie, il avait dit « des siècles ».

La lettre

Il est malade. D’après ses biographes, il souffre d’un cancer de l’estomac. On l’opère.

Le 14 septembre 1935, la Pravda publie une lettre de lui, adressée à Staline et au Comité central du parti. « Toute ma vie, j’ai rêvé de faire avancer l’humanité, ne fût-ce qu’un peu, par mes travaux. » Il y lègue tous ses écrits sur l’aviation, les fusées et les communications interplanétaires au parti bolchevik et au gouvernement soviétique, « véritables guides du progrès de la culture humaine ». Il se dit certain qu’ils mèneront ce travail à bonne fin.

L’ingénieur Tikhonravov en a cité une autre phrase : « Seul Octobre a apporté la reconnaissance aux travaux d’un autodidacte. »

Il faut lire cette lettre avec ce que l’on sait de l’époque. En 1935, aucun texte adressé à Staline et publié dans la Pravda n’est une simple lettre privée. Elle dit pourtant deux choses vraies. La première est que la pension de 1921 l’avait libéré de l’école. La seconde est qu’il n’avait pas fondé d’école scientifique à qui transmettre ses papiers. Léguer ses papiers à l’État, c’était s’assurer qu’ils ne seraient pas dispersés. Ils ne l’ont pas été : ils sont aux archives de l’Académie des sciences.

19 septembre

Constantin Tsiolkovski meurt à Kalouga le 19 septembre 1935, deux jours après son soixante-dix-huitième anniversaire. Il est enterré dans un jardin public de la ville.

La presse annonce sa mort. Le gouvernement décide d’honorer sa mémoire. Et l’historien Sokolsky a fait, en dépouillant ces textes, une constatation saisissante. Ni le communiqué sur sa mort, ni la décision du gouvernement ne mentionnent ses travaux sur les fusées. On enterre l’inventeur du dirigeable métallique.

Sa maison devient un musée l’année suivante.

Sources : K. Tsiolkovsky, « Is This Mere Fantasy? » (Komsomolskaïa Pravda, 23 juillet 1935), dans The Call of the Cosmos (Moscou, 1960), p. 469-471 ; B. N. Vorobiov, même recueil, p. 452 et 464 (lettre publiée dans la Pravda du 14 septembre 1935) ; M. K. Tikhonravov, introduction à Works on Rocket Technology (1947), trad. NASA TT F-243, p. 8 ; V. N. Sokolsky, dans First Steps Toward Space, p. 276 ; pour la maladie, l’opération et la sépulture, notices Wikipédia en russe et en anglais (sources tertiaires).

Chapitre 24 · 1935 – 1967 Les quatre visages

Le 4 octobre 1957, une fusée soviétique place en orbite une sphère de métal de cinquante-huit centimètres. Elle tourne autour de la Terre à près de huit kilomètres par seconde, la vitesse que Constantin Tsiolkovski avait calculée en 1895. Dix-sept jours plus tôt, on fêtait à Moscou et à Kalouga le centième anniversaire de sa naissance.

Quatre fois un autre homme

L’historien V. N. Sokolsky a retracé, en 1968, la façon dont on a parlé de Tsiolkovski au fil du siècle. Le portrait a changé quatre fois.

Avant la révolution, c’est un excentrique : un autodidacte de talent, sans diplôme et sans succès.

De 1917 à sa mort, c’est un spécialiste de l’aviation et de l’aéronautique, l’inventeur du dirigeable métallique. C’est à ce titre qu’on le pensionne en 1921 et qu’on l’enterre en 1935.

Dix ans passent. La Seconde Guerre mondiale montre ce que peut une fusée à liquides. Alors seulement, écrit Sokolsky, on commence à parler de lui avant tout comme du fondateur de la théorie de la propulsion par réaction et d’un pionnier de la technique des fusées. Ses travaux sur l’aéronautique sont presque oubliés. C’est en 1947 que l’ingénieur Mikhaïl Tikhonravov, lui-même constructeur de fusées, réunit en un volume ses écrits sur le sujet. Il note dans sa préface que la V-2 allemande, avec son oxygène liquide, ses pompes, ses automates et ses gouvernes dans le jet, réalise presque point par point ce que Tsiolkovski avait décrit en 1903.

Dix ou quinze ans encore, et les satellites, les sondes vers la Lune, Mars et Vénus, le vol de l’homme dans l’espace changent de nouveau la figure. Il devient le fondateur de la cosmonautique : le premier qui eut le courage d’annoncer que l’humanité ne resterait pas éternellement sur la Terre, et qui le prouva scientifiquement.

Le héros officiel

L’Union soviétique en a fait un héros national. L’Académie des sciences publie ses œuvres : c’est dans le second volume, en 1954, que paraît pour la première fois « Espace libre », soixante et onze ans après avoir été écrit. Un monument lui est élevé à Moscou en 1957. À Kalouga, Iouri Gagarine pose en 1961 la première pierre d’un musée de l’histoire de la cosmonautique, voulu par Sergueï Korolev. Il ouvre en 1967 et porte son nom.

En 1959, la sonde Luna 3 photographie pour la première fois la face cachée de la Lune. L’un des cratères les plus remarquables qu’on y découvre reçoit le nom de Tsiolkovski.

Cette gloire a un revers, que les historiens d’après 1991 ont mis au jour. L’image officielle était trop lisse. Elle effaçait l’arrestation de 1919. Elle effaçait le philosophe, dont les idées dérangeaient. Elle opposait trop simplement le savant humilié par le tsarisme au savant comblé par les Soviets. Et elle tendait à faire de lui l’inventeur de tout, ce qu’il n’avait jamais prétendu être.

Ce qu’il a réellement fait

Tikhonravov, qui l’admirait, a dit les choses avec la netteté d’un ingénieur. Les travaux de Tsiolkovski étaient purement théoriques. Il n’a mené aucun travail pratique sur les fusées. Beaucoup de ses calculs sont très approximatifs et doivent être maniés avec prudence. Il est douteux que les ingénieurs se servent de ses formules pour construire quoi que ce soit.

Mais, ajoute-t-il, beaucoup de ses idées techniques seront sans aucun doute utilisées. Et il a vu le premier, clairement, ce que la fusée permettrait.

La liste de ce qu’il a vu est longue. La fusée à ergols liquides, hydrogène et oxygène. Le refroidissement de la chambre par les ergols. Les pompes. Les gouvernes dans le jet. Le pilotage automatique par gyroscope. La fusée à plusieurs éléments. Le satellite artificiel et sa vitesse. La station en orbite, assemblée sur place. Le scaphandre et le harnais à réaction. La serre qui régénère l’air. La pesanteur créée par rotation. La protection de l’équipage au départ. Le freinage par l’atmosphère au retour. L’emploi des matériaux trouvés sur place. Le moteur électrique et la voile de lumière.

Aucun de ces objets n’a été construit par lui. Presque tous ont été construits.

Les trois pères

On a longtemps disputé pour savoir qui, de Tsiolkovski, de Goddard ou d’Oberth, méritait le titre de père de l’astronautique. La question n’a pas grand sens. Chacun a fait ce que les deux autres n’ont pas fait.

Tsiolkovski a été le premier, de dix à vingt ans. Il a trouvé l’équation et décrit la machine. Mais il écrivait en russe, à compte d’auteur, dans une ville de province, et personne ne l’a lu à temps hors de son pays. Son œuvre n’a pas mis le mouvement en marche : elle l’a rejoint.

Goddard a construit. Il a fait voler la première fusée à liquides en 1926. Mais il s’est tu, et ses résultats n’ont guère servi qu’à lui.

Oberth a publié au bon endroit et au bon moment. Son livre de 1923 a créé, en Allemagne, les sociétés et les vocations d’où sont sorties les premières grandes fusées.

Tsiolkovski avait donné lui-même la clé de ce partage, sans penser aux deux autres : d’abord la pensée et le conte, puis le calcul, puis l’exécution. Il occupait, disait-il, le milieu. Sa phrase sur la priorité règle le reste : elle existe aujourd’hui et disparaît demain.

Sources : V. N. Sokolsky, dans First Steps Toward Space, Smithsonian Annals of Flight n° 10, 1974, p. 275-276 ; M. K. Tikhonravov, introduction à Works on Rocket Technology (1947), trad. NASA TT F-243, p. 6-11 ; B. N. Vorobiov, dans The Call of the Cosmos (1960), p. 454 et 464-466 ; A. Zak, russianspaceweb.com ; pour le musée de Kalouga et le cratère lunaire, notices Wikipédia en anglais et Bibliothèque présidentielle de Russie ; NASA (Spoutnik 1, 4 octobre 1957 ; Luna 3, octobre 1959).