科学|拯救阿波罗计划的太空笔:美国花百万美元研制,铅笔真不能代替?


当年就流传着一个梗 , 说的是NASA花了上百万美元 , 终于研制出一种可以在太空使用的圆珠笔 , 但苏联用一支铅笔就把问题给解决了!这个梗曾广泛流传 , 但大家所不知道的是 , 在太空真的不能使用铅笔!

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为什么太空不能用铅笔和普通圆珠笔?
铅笔其实在太空是可以使用的 , 它的笔芯是石墨制成 , 书写时笔芯的石墨会因摩擦力作用下会附着于纸面 , 在太空中摩擦力依然存在 , 因此可以正常使用!但假如仅仅附着于纸面的话 , 那就是一种非常优秀的书写用笔 , 比较麻烦的是也有部分会脱落 , 由于太空微重力环境 , 这些脱落的碎屑会四处漂浮!

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它们会存在两个问题 , 一个是会进入人体呼吸系统影响人体健康 , 另一个则可能会通过气流进入电路 , 可能会附着于IC集成块的管脚之间形成短路故障 , 因此铅笔在那种短期任务中应急并不存在什么大问题 , 但长期使用很明显存在非常大的隐患!

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圆珠笔为什么也不能用?
钢笔不能用大家肯定想得明白 , 因为墨水是顺着重力下流 , 然后通过钢笔笔尖书写到纸面上 , 太空微重力环境 , 重力下落就不好使了 , 所以钢笔写一会就写不出来啦!

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圆珠笔结构和钢笔不一样 , 它的头部是一个碳化物球体 , 在书写过程中这个球会滚动带出油墨 , 因此随着书写它会不停的粘上油墨 , 继而写出字来!在这过程中有两个作用让圆珠笔写出字来:
重力作用的油墨下流负压作用的油墨被带出
两者作用中 , 重力作用占了主导 , 负压则为部分辅助(笔尖会漏气) , 因此在太空中使用普通圆珠笔时可以书写 , 但可能会写着写着写出一段空白的笔画 , 因为重力作用消失 , 负压又不足以吸附下油墨时候就会断字!另外还有一个问题太空中普通圆珠笔容易跑墨 , 弄得到处都是!

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太空笔是什么原理?它是怎么来的?
NASA现在用的是美国内华达州的飞梭公司(FISHER)所研制 , 与各位熟悉的那个段子不一样 , 它并不是因为美苏太空争霸时期研发的 , 而是在阿波罗计划期间 , FISHER的圆珠笔生产公司收到了NASA的委托而研发 , 不过刚开始时FISHER直接拒绝了这种变态要求的圆珠笔 , 因为NASA要求在零重力中使用!

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但后来FISHER先生想到了一个好办法 , 在笔芯中采用氮气加压的方式挤出油墨 , 这确实是一个好办法 , 但FISHER遭遇了一个问题 , 就是油墨会不由自主的跑出来 , 即使不书写!为此FISHER和他的工程师们想出了将油墨调制成类似于非牛顿液体的状态 , 只有书写时才会通过圆珠的滚动带出油墨!

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有一点必须要澄清的是 , FISHER并没有得到NASA百万美元的研发费用 , 而是自掏腰包研发了这种能在太空使用的笔!功夫不负有心人 , 1967年 , FISHER研发的“太空笔”通过了NASA严酷的测试 , 它可以在零重力下使用 , 也可以在30米深的水下使用 , 当年NASA就以每支笔2.95美元的价格采购了400支太空笔 , 1968年阿波罗7号载人太空任务中就用上了!


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