Из воспоминаний К.Э. Циолковского: «Вел с отцом переписку, был счастлив своими мечтами и никогда не жаловался. Все же отец видел, что такая жизнь в Москве должна изнурить меня и привести к гибели. Пригласили меня под благовидным предлогом… Дома обрадовались…».

В Вятке молодой человек начал зарабатывать себе на жизнь частными уроками. «В либеральной части общества отец пользовался всегда уважением и имел много знакомых. Гимназисты распространяли про меня славу, будто я понятно очень объясняю алгебру. Брал, что давали – от четвертака до рубля в час. Вспоминаю один урок по физике. За него платили щедро – по рублю. Ученик был очень способный. Когда в геометрии дошли до правильных многогранников, я великолепно склеил их все из картона, навязал на одну нитку и с этим крупным ожерельем отправился по городу на урок. Когда мы в физике дошли до аэростатов, то я склеил из папиросной бумаги аршинный шар и пошел с ним к ученику. Летающий монгольфьер очаровал мальчика». От учеников не было отбою. Циолковский даже скопил немного денег и нанял помещение для мастерской. Он пробовал изготавливать станки и различные механизмы. Устроил нечто вроде водяных лыж «…с высоким помостом, сложного устройства веслами и центробежным насосом. Переплыл благополучно речку. Думал получить большую скорость, но сделал грубую ошибку… и потому большой скорости не получилось».

По приезде в Вятку Константин стал читателем городской публичной библиотеки. Библиотека была значительной. В ней насчитывалось более шестнадцати тысяч книг на русском и иностранных языках, в том числе по математике, алгебре, геометрии, интегральному исчислению, астрономии. Кроме того было много специальных журналов и справочников. Библиотека выписывала 38 различных периодических изданий и 16 газет. «Из публичной библиотеки…таскал научные книги и журналы. Помню механику Вейсбаха и Брашмана, Ньютоновские «Принципы» и другие. Из журналов за все годы перечитал: Современник, Дело, Отечественные записки. Влияние эти журналы на меня имели громадное. Так, читая статьи против табаку, я всю жизнь не курил…Всю жизнь я болел, но не помню, чтобы лечился. Уже позже я понял великое будущее медицины. Гигиенические статьи производили глубокое впечатление…», — позднее писал он.

Большой утратой для Константина стала смерть от брюшного тифа брата Игнатия. «Простудился и захворал мой брат, на год моложе меня, с которым я был особенно близок с самого детства…».

К началу 1878 г. здоровье Эдуарда Игнатьевича резко ухудшилось. Весной того же года, прослужив в Вятке более 9 лет, он подал прошение об отставке и назначении ему пенсии за 34-летнюю службу. Ходатайствуя в Министерство о назначении Э.И. Циолковскому повышенной пенсии, губернские власти отмечали, что: «…Здоровье его вследствие усердных занятий по службе совершенно расстроилось и заставило расстаться со зрением, которое, несмотря на применение всяких медицинских средств, стало невозможным для излечения…». Между тем, отмечалось там же, у него на руках двое детей, требующих окончательного образования (Константин и его младшая сестра Мария). Выйдя в отставку «по болезненному состоянию», Эдуард Игнатьевич решил вместе с семьей вернуться в Рязань.

«Отец стал прихварывать. Смерть его жены, детей, жизненные неудачи много этому способствовали. Отец вышел в отставку с маленькой пенсией, и все мы решили переселиться в Рязань, на родину. Ехали весной на пароходе до самого места…». В путь отправились, когда сошел лед. Начался долгий путь сначала на юг, к Каме, затем мимо Казани к Нижнему Новгороду, оттуда по Оке в Рязань. Итак, Эдуард Игнатьевич вместе с сыном Константином, дочерью Марией и сестрой жены, Екатериной Ивановной Юмашевой, вернулся в город, ставший ему родным… Позднее Циолковский писал: «…в Рязани побывал в местах, где прежде жил. Все показалось маленьким, жалким, загрязненным. Знакомые… сильно постаревшими. Сады, дворы и дома уже не казались такими интересными, как прежде: обычное разочарование от старых мест». Да и старые места приняли семью Циолковских неласково. Мечты не сбылись. Пенсию Эдуарду Игнатьевичу дали в размере 428 рублей в год (вместо запрошенных 500), собственный домик с огородом оказался отставному чиновнику не по карману. Пришлось довольствоваться наемной квартирой. Ее сняли в доме Трудниковой на Садовой улице. Константин прожил с родными недолго. Как и в Вятке, он поселился отдельно от отца, сняв комнату у некоего Шапкина — поляка, вернувшегося из сибирской ссылки.

В это время он был неожиданно призван на воинскую службу. Вот как сам вспоминал об этом эпизоде: «Я еще не был учителем, когда меня притянули к исполнению недавно введенной воинской повинности. Я отрицательно и с негодованием относился к войне, но знал, что против рожна трудно пойти. Благодаря моей глухоте получился неизбежный ряд комических сцен. Не помню хорошо, освободили меня сразу или отложили на год. Помню только, что губернатор остался недоволен приемной комиссией и хотел всех освобожденных переосвидетельствовать. Он спросил: «Чем занимаетесь?» Мой ответ: «Математикой» вызвал ироническое пожимание плеч. Все же мою негодность подтвердил».

Заниматься наукой в Рязани оказалось куда труднее, чем в Вятке. Не было нужных знакомств, не нашлось и частных уроков. Константину какое-то время пришлось жить оставшимся от репетиторства скудным запасом денег. В это время его серьезно занимали различные эксперименты, связанные с его идеями о возможном проникновении человека в космос. Он делал опыты с цыплятами. На самодельной центробежной машине усиливая их вес в 5 раз. Никакого вреда они не получили. «Такие же опыты еще ранее, в Вятке, я проводил с насекомыми. Подвергал и себя экспериментам. По несколько дней не ел и не пил. Лишение воды выдерживал только в течение двух дней», — писал он. Значит, молодой исследователь уже тогда думал о том, как живой организм перенесет многократные перегрузки. А самодельная центробежная машина стала прообразом современной центрифуги.

Еще в Вятской публичной библиотеке Циолковский изучал «Математические начала натуральной философии» Ньютона. Эта книга познакомила его с небесной механикой. Под влиянием ее в Рязани он начал составлять астрономические чертежи — чертить схемы Солнечной системы, старательно вырисовывая орбиты планет. Девять листков с такими чертежами и заметками хранятся в архиве Академии наук. На одном из них запись его рукой: «8 июля 1878 г. Воскресенье. Рязань. С этого времени стал составлять астрономические чертежи». Будущему ученому исполнился 21 год, когда он изобразил карту того далекого мира, дорогу в который нашел много лет спустя.