Goddard thuộc nhóm nhỏ những người tiên phong đã dám bất chấp mọi khó khăn, chướng ngại; chấp nhận cuộc sống nghèo khó, cô đơn và bỏ hết ngoài tai dư luận chê cười, quyết tâm xây dựng nền tảng cho sự nghiệp thám hiểm không gian. Một trong những người tiên phong ấy là Konstantin Tsiolkovsky, nhà khoa học tên lửa vĩ đại người Nga. Ông có công xây dựng cơ sở lý thuyết du hành vũ trụ, dọn sẵn lối để Goddard đi tới. Tsiolkovsky sống dời ẩn dật, nghèo mạt, ăn lương thầy giáo ba cọc ba đồng. Thời trẻ, ông chủ yếu ngồi thư viện, ngấu nghiến tạp chí khoa học, nghiên cứu định luật chuyển động Newton và áp dụng chúng vào du hành không gian. Giấc mơ của ông là bay lên Mặt Trăng và Hỏa Tinh. Một mình làm việc, không hề có sự trợ giúp từ cộng đồng khoa học, ông tự tính toán toàn bộ các nguyên tắc toán học, vật lý học và cơ học của hỏa tiễn. Ông cũng tính được vận tốc thoát ly Trái Đất, tức tốc độ cần thiết để vượt khỏi trọng lực địa cầu, là khoảng hơn 40.000 kmgiờ, lớn hơn rất rất nhiều so với tốc độ ngựa chạy thời ấy (24 kmgiờ).

Năm 1903, Tsiolkovsky công bố phương trình hỏa tiễn nổi tiếng, cho phép xác định vận tốc tối đa của tên lửa nếu biết trọng lượng và lượng nhiên liệu. Ta thường nghĩ muốn tăng tốc độ tên lửa gấp đôi thì chỉ cần nhân đôi lượng nhiên liệu. Nhưng theo phương trình của Tsiolkovsky, tốc độ và nhiên liệu lại quan hệ theo cấp số nhân, nghĩa là muốn tăng tốc độ, tất phải tăng nhiên liệu lên gấp nhiều lần.

Vì quan hệ theo cấp số nhân, nên tên lửa muốn rời khỏi Trái Đất sẽ cần đến một lượng nhiên liệu khổng lồ. Tsiolkovsky đã áp dụng công thức của mình, trở thành người đầu tiên có thể ước tính lượng nhiên liệu cần thiết để lên thăm Mặt Trăng, từ rất lâu trước khi lý thuyết này của ông đi vào thực tế.

Tsiolkovsky chủ trương: “Trái Đất là chiếc nôi của chúng ta nhưng ta không thể ở trong nôi mãi mãi.” Ông theo trường phái triết học vũ trụ luận, tin rằng tương lai nhân loại nằm bên ngoài không gian. Năm 1911, ông viết: “Đặt chân lên tiểu hành tinh; dùng tay nhặt đá từ Mặt Trăng; dựng trạm lưu động giữa trời; xây dựng vòng cung sự sống xung quanh Trái Đất, Mặt Trăng, Mặt Trời; quan sát Hỏa Tinh từ khoảng cách vài chục ngàn dặm; hạ cánh xuống vệ tinh Hỏa Tinh hoặc chính Hỏa Tinh - ôi, còn gì điên rồ hơn thế nữa!”

Do quá nghèo, Tsiolkovsky không thể biến phương trình toán học của mình thành mô hình cụ thể. Người nối bước ông để làm việc ấy là Robert Goddard - người đã thiết kế nên mẫu tên lửa đặt nền móng cho ngành du hành vũ trụ.