На этот раз Циолковский занялся сооружением самоходной лодки, чего-то вроде водяных лыж, с высоким помостом, веслами и центробежным насосом довольно сложного устройства. После ее сборки Циолковскому удалось благополучно переправиться на лодке через реку, но, несмотря на это, он ясно видел, что допустил грубые ошибки в ее конструкции.
Параллельно с уроками и изобретениями Константин Эдуардович продолжал систематически работать над своим самообразованием. Он проштудировал книгу «Математические начала натуральной философии» Ньютона[12], механику Брашмана и Вайсмана, занимался вопросами астрономии, читал передовые журналы того времени — «Современник», «Дело», «Отечественные записки». Благодаря этим журналам, в которых периодически освещались последние достижения русской и зарубежной научной и общественной мысли, Циолковский непрерывно был в курсе всего нового в интересующих его областях науки. Это было тем более важно, что иностранными языками Константин Эдуардович не владел.
Летом 1878 года Циолковские решили перебраться на жительство в Рязань, которую всегда считали своим родным городом. Семья к этому времени сильно уменьшилась в своем составе — сестры, кроме одной, вышли замуж, брат Константина Эдуардовича умер вскоре после его возвращения из Москвы. Отец оставил службу и мечтал купить в рассрочку небольшой домик с огородом где-нибудь на окраине города, чтобы в мирной обстановке закончить свой философский труд.
Прибыв после долгого путешествия на лошадях и речными пароходами в Рязань, Циолковские сняли квартиру на Садовой улице, в доме Трудникова. Подходящего по цене и другим условиям домика для покупки не находилось. Константин Эдуардович, не имея знакомых в городе, никак не мог найти уроков. Но, несмотря на стесненные материальные условия, он продолжал попрежнему свои научные занятия — изучал «Основы химии» Менделеева, занимался астрономией, тщательно вычерчивая на развернутых листах бумаги орбиты планет солнечной системы. Схемы эти с датой: «8 июля 1878 года — воскресенье, гор. Рязань», сохранились до сего времени. Возле даты надпись, сделанная, очевидно, позднее для памяти: «С этого времени начал составлять астрономические чертежи».
Это самые старые из сохранившихся рукописных отрывков Циолковского.
Чрезвычайно любопытно, что среди планет он размещал и астероиды, описывал «жизнь без тяжести» попавших туда человеческих существ. Таким образом, занятия астрономией явились первой подготовкой к разработке идей космической навигации, которыми Циолковский стал заниматься позднее.