Основоположником космонавтики, разработавшим теорию ракетного полета и основные принципы построения ракетно-космических систем, автором первых научных планов проникновения человека в космос и его завоевания на благо человечества, является Константин Эдуардович Циолковский (1857-1935 гг.). Опубликованная им в 1903 году работа «Исследование мировых пространств реактивными приборами» является фундаментальным вкладом в сокровищницу мировой науки. Впоследствии теоретические разработки К.Э.Циолковского были дополнены научными исследованиями, как в СССР, так и за рубежом: во Франции, США, Германии. «Трудно переоценить всё значение предложения К.Э.Циолковского, касающегося составных ракет и ракетных поездов. По существу оно открыло дорогу для вылета в космическое пространство» – эти слова принадлежат известному конструктору ракетно-космических систем Сергею Павловичу Королеву.
Для преодоления земного притяжения космическому аппарату должна быть сообщена первая космическая скорость 7,9 км/сек. Скорость аппарата, как показал К.Э.Циолковский, зависит от скорости истечения газов из двигателя ракеты отношения полной массы ракеты к массе самой конструкции ракеты, то есть массе ракеты без топлива. Такая большая скорость, при современном развитии науки и техники, достигается использованием многоступенчатых ракет, поскольку скорости, сообщаемые космическому аппарату каждой ступенью суммируются и конечная скорость зависит лишь от числа ступеней.
К.Э.Циолковский определил основной принцип звездоплавания, предложил двигатель на жидком топливе способный работать в космическом пространстве, указал принципиальное устройство космического корабля и средства управления его движениям. Но в то время эта смелая идея была настолько непривычной и оригинальной, что современники считали ее утопией. И только после Октябрьской революции 1917 года молодое Советское государство приступило к ее практическому воплощению в жизнь.