西湖大学|太空上写字有多难?美国曾花百万研制太空笔,中国一支毛笔就搞定


西湖大学|太空上写字有多难?美国曾花百万研制太空笔,中国一支毛笔就搞定
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太空无重力环境 , 会使得一些常见现象变得麻烦 。 比如说写字 , 虽然如今写字的方式多种多样 , 像常见的圆珠笔钢笔马克笔 , 或者是很新颖的原子笔 , 都能在纸上留下痕迹 。 但想要在太空无重力环境下使用 , 一些笔确实无法满足要求 。
空间站宇航员为何要用铅笔写字有人觉得 , 圆珠笔之所以能够出墨 , 在于重力的影响使得墨水自然流出 , 太空中没有重力 , 所以出墨的笔无法正常使用 。 这种想法很有主观性 , 圆珠笔的油墨如果能在重力作用下掉出来 , 那么笔芯倒放着 , 油墨不是都流出来了?
事实并非如此 , 之所以传言太空中写字很麻烦 , 只能使用特殊的笔 , 或许跟上世纪美苏太空争霸的一个故事有关 。
NASA为了让宇航员能够在空间站用笔记录 , 专门花费几百万美元开发一种能抵消失重的“太空笔” , 此外还花了4382.5美元买了34支自动铅笔 。 铅笔能够书写不是依靠油墨 , 而是依靠石墨芯的碎屑 。 于是有人就觉得太空中不能用油墨笔写字 。 NASA和苏联宇航员使用的铅笔 , 石墨芯质地较硬 , 不容易产生粉末 。
如果用一般的铅笔写字 , 会产生石墨碎屑 , 石墨粉在无重力环境中会飘来飘去 , 可能会导致设备短路 。 苏联宇航员用的铅笔类似于蜡笔 , 产生的碎屑不导电 。
纵使如此 , 用铅笔记录也还是存在隐患 。 那时圆珠笔还未出现 , 用钢笔写字就比较麻烦了 。 因为墨水会漂浮在空中 , 而且钢笔还容易漏墨 , 如果在发射过程中漏了 , 处理起来很麻烦 。
油墨笔能够写字是因为液体的黏性以及毛细现象1965年 , 一家公司发明了一种特殊的墨水 , 形态是凝胶状的 , 随着时间推移会液化 。 使用这种墨水的笔 , 加了一个充了氮气的气囊 , 能够将液化的墨水给挤压出来 。 这种笔不会像钢笔那样带来麻烦 , 使用起来也比铅笔更方便 , 美俄都采购了一些给宇航员使用 。
如今国际空间站的宇航员 , 使用的笔五花八门 。 使用油墨书写的笔 , 可以正常书写 , 钢笔也不用担心会漏墨 , 但不如圆珠笔好用 。 中国空间站的宇航员 , 更是用毛笔在空间站上写字 。
之所以毛笔也能正常使用 , 原因跟油墨笔是一样的 , 墨水不是依靠重力流向笔尖 , 而是因为液体的黏性以及毛细现象 。 液体表面存在表面张力 , 这是液体分子之间存在吸引力的体现 。
在细小的管道中 , 液体分子会在表面张力作用下沿着管壁移动 。 毛笔没有细小的管道结构 , 毛笔头的细长毛发之间存在较小的空隙 , 墨水会顺着这些空隙移动 , 从而能够书写 。 空间站的微微重力环境 , 也使得书写发生了一些变化 。
触屏书写记录信息更加高效快捷油墨更容易黏附在纸上 , 同样也容易黏附在毛笔头上 。 沾了墨水的毛笔 , 墨水不易掉落 , 看起来毛笔就像装了海绵头一样 。 而随着技术的发展 , 使用油墨记录信息将越来越少使用 , 电容笔能够更轻松地书写记录信息 , 将取代传统的油墨笔 。
空间站的设备也越发精简 , 能够触屏输入记录信息 , 自然就没必要再使用原来的写字记录方式了 。 用笔写字或许将成为宇航员的一项爱好 , 就像神舟十三号指令长翟志刚准备在空间站写书法 。 如果使用原子笔书写 , 也不存在碎屑或者墨水飞溅的问题 。
【西湖大学|太空上写字有多难?美国曾花百万研制太空笔,中国一支毛笔就搞定】用笔记录信息效率太低 , 而且太空中书写也不方便 , 用屏幕录入信息的话 , 还能语音输入 , 更加高效快捷 。 可能等到空间站宇航员都依靠触屏输入记录信息了 , 旋转设计的空间站也成为了主流 。 有了人造重力 , 书写也变得更加方便 。