Одновременно новоявленный Ломоносов из Боровска начал заниматься теорией газов и солнечного лучеиспускания (здесь он совершенно самостоятельно как бы заново открыл ряд существенных закономерностей, ранее уже выявленных наукой). Но ученым-снобам выводы и прозрения какого-то там самоучки казались ученическими и компилятивными. Профессор П. П. Фан-дер-Флит, представляя работу «Теория газов» на заседании физического отделения Русского физико-химического общества, отмечал, что, хотя в работе Циолковского и определена зависимость между скоростью молекул и плотностью газа или его молекулярным весом, остается неустановленной величина молекул, расстояние между ними и их амплитуда. В данной связи «статья сама по себе не представляет ничего нового, выводы в ней не вполне точны, но тем не менее она обнаруживает в авторе большие способности и трудолюбие, так как автор не воспитывался в учебном заведении и своими знаниями обязан исключительно самому себе; единственным источником для представленного сочинения автору служили некоторые элементарные учебники механики, „Курс наблюдательной физики“ профессора Петрушевского и „Основы химии“ профессора Менделеева».
Известность изобретателя-самоучки постепенно росла. О нем прослышала первая русская женщина-математик, член-корреспондент Петербургской Академии наук Софья Васильевна Ковалевская (1850–1891) и через горячего почитателя Циолковского — П. М. Голубицкого — пригласила боровского учителя к себе в гости. Однако знакомство и встреча не состоялись из-за природной скромности и застенчивости Константина Эдуардовича. Голубицкий же рассказал о Циолковском ещё одному светилу русской науки, первооткрывателю физического явления фотоэффекта — Александру Григорьевичу Столетову (1839–1896).
По свидетельству все того же Голубицкого, Столетов, являвшийся профессором Московского университета и возглавлявший физическое отделение Общества любителей естествознания, антропологии и этнографии, «старался подать руку помощи всем мелким сошкам русской науки, если б они только знали её хоть немножко и горячо её любили». Но то «мелкие сошки», а тут — Циолковский! Столетов интуитивно почувствовал, что имеет дело с неординарной личностью, и пригласил боровского изобретателя в Москву выступить с докладом о дирижабле в Политехническом музее на заседании Общества любителей естествознания.
Научный дебют молодого ученого прошел успешно, несмотря на то что докладчика более всего волновала проблема собственной глухоты (он практически не слышал задаваемых вопросов и последовавшего за ними обсуждения). Окрыленный приемом и признанием Циолковский вернулся домой, и в ту же ночь случилось несчастье, чуть не поставившее крест на всех его мечтах и планах. От развеянных ветром не погасших углей из соседнего двора загорелось деревянное строение, где Константин Эдуардович с семьей снимал квартиру. Еле успели выскочить и спасти детей. Сгорело всё, включая рукописи и библиотеку. Из нажитого нехитрого добра удалось спасти лишь швейную машинку, которую неизвестно кто выбросил в окно. А ещё Циолковский с семьей пережил наводнение (не последнее в его жизни), когда по весне Протва из-за ледяного затора разлилась так, что льдины звенели о железные болты на ставнях, а в залитых водой горницах можно было передвигаться, только прыгая со стула на стул да с табуреток на кровать.
После пожара боровский изобретатель впал на некоторое время в отчаяние и депрессию. Но жажда истины и сила воли победили. После переселения на новую квартиру опыты и расчеты продолжились с утроенной силой. В 1890 году он послал работу о металлическом дирижабле в Петербург Дмитрию Ивановичу Менделееву (1834–1907), находившемуся в зените своей славы. В статье рассматривалось устройство складной металлической оболочки дирижабля, состоящей их конических поверхностей, соединенных мягкими лентами. Великий химик, уделявший большое внимание теоретическому и практическому воздухоплаванию, не замедлил с ответом. Оказывается, он и сам когда-то занимался похожим вопросом, но пришел к выводу о неперспективности подобного летательного аппарата. По его мнению, металлическая оболочка, составленная из многих частей, непрактична и ненадежна.
Отрицательный ответ не обескуражил Циолковского, он резонно возразил мэтру: в предлагаемой модели не множество, а всего лишь десяток частей (и даже это количество можно уменьшить), что существенно меняет дело. Одновременно с письмом из Боровска была отправлена небольшая посылка со складной бумажной оболочкой — всего пять частей. Модель можно было надуть насосом и наглядно убедиться в простоте и надежности всего устройства. Менделеев сдался и направил работу молодого ученого вместе с моделью в VII (воздухоплавательный) отдел Русского технического общества с просьбой заслушать доклад на данную тему, назвав автора «очень талантливым господином». Однако мнение петербургских экспертов опять оказалось не в пользу провинциального изобретателя. Признавая оригинальность проекта складывающейся металлической оболочки, они зациклились на проблеме, как им казалось, неуправляемости металлического аэростата.