铅笔为何不能在太空中被宇航员使用?

宇航员在太空中 , 需要开展一系列既定的科学实验 , 在此过程中 , 除了要精确地操控各种精密仪器外 , 有时还需要用手写的方式 , 随时记录一些实验数据 , 这个时候就需要应用笔在纸上进行书写 。 一般的钢笔和圆珠笔在使用时 , 是需要通过重力作用 , 来将墨水或者油墨挤压到笔尖实现书写的目的 , 由于太空属于微重力环境 , 这些普通的钢笔和圆珠笔就派不上用场了 , 需要特殊的笔来进行书写操作 。
铅笔为何不能在太空中被宇航员使用?
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其实在最初登上太空的宇航员中 , 普遍使用的就是传统的铅笔 , 这里还流传着一个民间故事 。 为了应对太空失重环境不能使用钢笔和圆珠笔的问题 , 当时美国NASA征召了大量科学家来研究解决方案 , 结果费了九牛二虎之力也没有解决 , 在向民间征集“金点子”时 , 有一位小学生寄过来一大包铅笔 , 结果“完美”地解决了这个问题 。
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当然这只是个段子 , 不过最初宇航员在太空书写时 , 的确使用的是铅笔 , 后来人们意识到问题的严重性后 , 禁止再将铅笔带上太空 。
铅笔在太空使用时的危险性
美国在上世纪60、70年代 , 将12名宇航员送上了月球 , 这些宇航员回来后 , 身体都或多或少地出现了一些问题 , 有的是性格发生了变化 , 有的身体健康出现了毛病 。 而在身体出现异样的宇航员中 , 医疗工作者发现 , 是他们吸入了月球表面的月尘所致 。
铅笔为何不能在太空中被宇航员使用?】当宇航员执行月表登陆时 , 由于月球表面的重力较小 , 月壤中的微尘会随着宇航员的移动 , 很容易飘散起来 , 而且长时间悬浮在空中 , 这时候宇航服外面就会沾染到许多月尘 。 当宇航员返回工作舱时 , 在脱掉宇航服时 , 这些月尘就会弥散在工作舱内部 , 随着气流扰动有一部分会被宇航员吸入肺部 。
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这些微小的月尘颗粒 , 由于没有经过像地球表面那样的风力、水力的搬运和打磨 , 微粒呈现的是极不规则的形状 , 在被宇航员吸入肺部以后 , 对肺部的黏膜组织、呼吸道、眼睛等都会造成较重的损伤 , 这也是当时这一批宇航员们返回地球 , 身体会出现疾病的原因 。
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而在太空中使用铅笔 , 由于所处的环境为微重力性质 , 笔芯中的石墨在与纸张摩擦时 , 附着力远没有地球上使用时强 , 石墨的微小颗粒很容易从纸张上脱落 , 从而悬浮在工作环境中 , 很容易被宇航员吸入体内或者进入眼睛 , 从而产生一定危害 。 另外 , 在削铅笔和使用铅笔的过程中 , 细小的碎木屑、折断的铅笔芯等也很容易产生 , 一旦这些物质被宇航员吸入体内 , 造成的损伤会更大 。
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除此之外 , 铅笔芯属于导电导热性能很好的材料 , 一旦折断的铅笔芯漂移进入电子仪器内部时 , 非常容易发生短路问题 , 轻者造成设备异常和损坏 , 严重的还会引发火灾甚至爆炸 。 所以 , 在拥有众多精密仪器的航天器内部 , 使用铅笔 , 不但会对宇航员身体健康产生危害 , 而且对航天器来说 , 无疑也是一个潜在的“定时炸弹” 。
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替代方案-太空笔
前苏联曾经试验过在太空中使用石蜡铅笔的方案 , 将传统铅笔中的石墨笔芯替换为石蜡材料 , 虽然石蜡不导电 , 避免了引发电子仪器设备故障和发生火灾的威胁 , 但是石蜡笔芯的韧性较差 , 书写的感受不佳 , 而且更容易折断 , 所以这个方案在应用一段时间后 , 不得不退出 。
美国的一名商人保罗·费舍尔嗅到了商机 , 这个人有很大的来头 , 他就是大名鼎鼎圆珠笔笔芯的发明人 , 他为了解决这一问题 , 斥资200万美元 , 召集一批科学家开展研发工作 , 经过2年的努力 , 终于研制了适应于太空环境、而且又非常安全的太空笔 。
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太空笔采用全密封设计 , 笔尖采用非常坚硬的钨球;钨球与笔身之间采用精密的不锈钢承口防漏设计 , 既避免了油墨滴漏 , 又保证了墨水的连续输出;在墨水的上部 , 充满着一段氮气 , 氮气上方应用气体插塞保证太空笔内部与外部完全隔绝 。