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圆珠笔在太空写不了字,那为什么不用铅笔,而非要开发太空笔

科学星 2023-09-22 10:53:07

把圆珠笔和复杂的技术工艺联系在一起,很多人可能都不以为然,但事实就是如此。圆珠笔虽然随处可见,但并不等于制作圆珠笔就很简答。圆珠笔之所以被称之为圆珠笔,就是源于其笔尖部分的金属滚珠。

可不要小看这小小的滚珠,制作这种滚珠通常需要极高硬度的材料,所以最为常见的圆珠笔滚珠材料就是碳化钨。碳化钨可能很多人都比较陌生,但我们应该知道的,这种材料的硬度可以和金刚石相媲美,所以你从来都不会见到圆珠笔的滚珠碎裂损毁。除了由碳化钨材料制作的抛光笔珠之外,笔头上的另一个关键部件就是球座了,抛光球必须完美安装在球座之上。

笔珠与球座的结合是非常精密的,这种结合的精度可以一直追溯到百分之一毫米。

笔珠上所出现的一点点瑕疵都是不被允许的,而这种瑕疵的发现通常要依靠电子显微镜,而一旦发现瑕疵,同一批生产的所有笔珠都要报废。正是因为圆珠笔笔珠和球座的制作精度要求非常之高,所以即使是在今时今日,这两种部件的制造仍然只掌握在瑞士和日本等少数几个国家手里。

所以平日里你所使用的圆珠笔,无论是几百块的高大上产品,还是一块钱两根的便宜货,上面可都是有进口的部件呢。笔珠与球座装好之后,一根圆珠笔就算是完成一半了。接下来的关键就是油墨的流出。在我们用圆珠笔书写的过程中,会将笔珠压在纸面上进行拖动。而油墨在重力的作用下被推到滚珠上,滚珠滚动带出油墨,于是就写出了字。

圆珠笔写字的原理看似简单,但工艺绝不简单。

滚珠与球座的结合是一种加压密封状态,这种状态可以保证笔芯内的油墨不与空气接触而干燥,同时又能够保证笔珠所带出的油墨恰到好处。我们在使用圆珠笔的时候,有时会遇到有多余油墨流出的情况,这种情况的出现就是笔珠与球座的密封结合出现了问题。

圆珠笔虽然是用途广泛,但也不是哪里都可以用,在太空中就无法使用圆珠笔。太空中为什么不能使用圆珠笔呢?这是由圆珠笔的工作原理所决定的,在圆珠笔的工作原理中,重力是一个不可或缺的因素,如果没有重力,油墨就没有办法保证被推到笔珠上,笔珠转动也就无法带出油墨,圆珠笔也就写不出字。

表面上看起来,圆珠笔在太空中写不了字并不是什么大问题,但实际上却真是个难题。

没法在太空中使用圆珠笔,那宇航员工作的时候应该使用什么笔呢?铅笔?曾经还真的使用过铅笔,国际上启动航天计划比较早的前苏联和美国都使用过铅笔,但很快就不用了。原因就在于太空中用铅笔太危险,首先削铅笔会产生木屑尘埃,即使不削铅笔,仅仅是书写的过程也会产生粉尘,而在失重的状态下,这些粉尘会在空间里飘散。

宇航员吸入这些粉尘会引起健康问题,即使宇航员不吸入,这些粉尘也会对太空舱内的设备造成损坏。一点点粉尘能损坏什么?铅笔芯的主要成分是石墨,而石墨对于电子设备可以说具有致命的危害。而且铅笔在书写过程中一旦断裂,断裂的铅笔尖在空间里飘荡同样也是危险隐患。

铅笔和圆珠笔都不能在太空中使用,那就必须要设法找到新的替代品。

令人想不到的,备受瞩目的太空笔并不是曾经的两个航天大国研制的,而是由费舍尔公司的Fisher自己投资百万美元进行研发的。太空笔的原理简单来讲就是利用加压氮气将凝胶状的油墨挤压出来,从而完成书写。

这支太空笔不仅能够在失重状态下正常书写,还能够应付零下45摄氏度到204摄氏度的极端环境,太空笔一经问世,美国宇航局就立刻购买了400支,此后前苏联也购买了100支。研发太空笔虽然耗资上百万美元,但是这种笔卖的却一点也不贵,当时的售价只有2.39美元,绝对是良心价。而Fisher通过太空笔的研发与其说收入的财富,倒不如说收获的是名声。

在太空里该用什么笔写字

在太空里该用太空笔写字。

早期,宇航员都使用铅笔,因为钢笔和一般圆珠笔在无重力状态下都无法使用,铅笔是唯一的选择。

但是铅笔芯断裂后,在无重力的空间中漂浮,可能飘进鼻腔、眼睛,或引起电路短路。此外,铅笔的笔芯和木头在纯氧的环境中很容易快速燃烧,危险性极高。

所以,工程师保罗·C·费舍尔,在1965年发明了一种能在太空环境下使用的不漏油,不褪色的高品质圆珠笔,即为通常所说的太空笔。

扩展资料:

太空笔书写特点

1、 可以在任意角度下书写,甚至倒着写;

2、 可以在失重的真空条件下书写;

3、 可以在极寒冷的环境下书写(零下35℃甚至更低);

4、 可以在沸腾的温度下书写(121℃甚至更高);

5、 可以在湿的表面或在水下书写;

6、 几乎可以在任何表面上书写而不会对笔造成损坏,如沾了油的纸、胶片、玻璃、金属、木块、石头等;

7、 不漏油,不挥发,笔芯可回收,顺应环保潮流;

8、 不褪色,在强光下照射100小时,在开水中放100小时,在30度以下保存100年,只要书面材料不变质,仍然可以阅读;

9、 书写非常流畅顺滑,货架寿命长达100年,不同笔型的书写时间是普通笔的3倍以上,通常可达到1年甚至数十年;

10、全天候,可靠性高,结实耐用,适应面广。太空笔在美国的部分指定用户有:美国航天局、美国联邦调查局、美国海军陆战队、美国陆军、空军、美国雷鸟飞行表演队、美国潜水队、美国珠峰探险队、国会礼品店等。

-太空笔

为什么在太空中宇航员用那个几百万设计的钢笔,而不用便宜耐用的铅笔?

铅笔与太空——个流传已久的荒唐故事
长久以来,流传着这样一个故事:
据说美国宇航员在太空很郁闷,失重条件下钢笔和圆珠笔总是写不了字。美国科学家花费了X年时间X多经费(最近一个在农大演讲的我国某专家已经加码到100 亿美元)终于研制出能在失重条件下使用的钢笔。而与此同时,苏联宇航员在太空一直用铅笔(一般来讲,听众们这个时候就要爆发出善意的笑声)。
当然这个故事还有不少变种,类似病毒,以不同的口味重复着。比如这个变种:美国宇航局(NASA)为了让宇航员在太空写字花费很多心血也没有成功,因为要求太复杂了,必须在失重状态下书写自如,仰着写也能写字等等。迫不得已,他们向社会征集解决方案,后来有个德国小学生寄来一个包裹,只写一行字:“试过这个没有?”宇航局的人打开一看,原来是一包铅笔。
而这个故事的作用表面上主要有两个,一个是提倡灵活思维,以简单的技术手法解决问题; 再一个就是嘲笑美国人迷信高科技,浪费钱财还把事情弄的复杂,还是俄国人才是解决问题的高手啊。
可惜,故事终究只是故事,还很荒唐。
真实的情况是这样的:
美国在早期太空活动中的宇航员都是使用铅笔,比如在水星计划和双子星计划中, 但铅笔其实是不理想的太空用笔,这个下面再说, 1967年美国开发出供宇航员在太空使用的AG 7型太空笔,(这个是美国一家私人公司看准商机自筹200万美元开发的),并在阿波罗计划中得以应用。其基本原理是笔芯密封,内有氮气,靠气体压力代替地球上的重力环境把油墨推向笔尖,。
笔芯不漏油、不挥发,可以倒着写,在水、油、太空失重状态下正常使用。笔尖以斜切承座滚珠笔腔精密配合超硬炭化钨笔珠(经27道工序制成)形成,绝无脱落之虞。太空笔几乎可在任何表面书写(水泥路面、石头、砂轮、钢铁等),而且不褪色,可在零下60度,高温200度书写自如。
这种笔因为性能可靠卓越,实用效果很好,因此除了适用于航天,在登山、潜水、极地考察探险等恶劣环境中也是绝佳工具,此外在军警、医院、建筑业、体育界、文化界等专业也可以很好应用,还能作为礼品、收藏品及大众书写、绘画用品。
顺便说一下,这种笔现在并不贵,神舟六号上用的是人民币千元左右,对于很多野外工作者都算是种良好的工具。对于宇航活动则远远算不上成本了。
所以,这家公司也得到了丰厚的回报,太空笔成为一个盈利产品,并成为各国宇航局和宇航员的必备书写工具。俄国人用的就是,杨利伟似乎用的也是,因为到了神舟六号用的就是太空笔,但可以肯定的是,从1967年开始,太空笔被各国宇航员所接受并被广泛选用,当然,后来还有其它类型的太空书写工具被开发出来,但这些不管是不是被宇航员简称为铅笔或钢笔,与原始意义的铅笔钢笔都是两码事。投机取巧是行不通的。
回过头来说铅笔,原始的铅笔适合太空实用么,那些绘声绘色讲故事的人想过么?普通铅笔笔芯容易折断,这个都知道,而在失重的环境中漂浮,就成了危险品,会漂进鼻子、眼睛中,而且更要命的是石墨是导电的,漂进电器中会引起短路或者其它一些问题。(此处根据电网网友提供的资料做了修正)可以发现:美苏的航天工作者在使用到太空笔之前所用的并非人们印象中的那种原始的铅笔,而是专门开发的产品,在笔的结构和笔芯材料上都是新开发的技术,与普通的铅笔已经几乎可以说是不同的东西了。现在在美国的宇航博物馆里就有陈列,这从另一个角度告诉人们,但年那批可敬的航天工作者们对问题的考虑之深之广是现在那些益智小故事所远不能相提并论的。
再提一下书写效果,各位在做作业,写笔记,做记录,签文件时用的是什么笔呢,用铅笔的有几个?我看大部分用的是签字笔,水笔,圆珠笔,既然自己不喜欢用铅笔,那么为什么那么多人想当然的觉得宇航员就喜欢用铅笔?在太空的很多光线条件下铅笔的字迹好辨认么?美观么?被摩擦变得污浊怎么办?即使是60年代初美苏宇航工作者开发出的太空铅笔,也不能完全满足太空工作的需要。所以在太空笔开发出来后迅速得到各方肯定,被各国宇航局所选用。
说回到这个变种故事, 讲这个故事的人可能往往想的是教育人要锻炼科学思维的能力, 可是在他们嘲笑美国人的“愚蠢”的时候有没有想过,什么才是分析问题解决问题的科学思维?
这究竟是说明了美国人笨,还是聪明? 发现问题,研究问题,解决问题,最终 自己的品牌立了,宇航员太空中用着舒服安全,钱也赚到手了,还给去南极北极等等登山探险的其它使用人群提供了方便。与人方便,自己方便,赚钱也是天经地义。
一直用铅笔还自以为很聪明的人也就只能一直用铅笔。

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