太空中圆珠笔能否正常使用(为啥不能用圆珠笔)

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为什么太空中圆珠笔不能正常使用?

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自20世纪60年代以来,当美苏太空竞赛开始时,太空笔被美国宇航员用于所有载人航天飞行,包括登月,后来也被许多苏联宇航员用于联盟号和和平号空间站。 当时有个故事说美国宇航局花了数百万美元开发一种可以在零重力下写字的笔,而简单粗暴的苏联人什么也没做,只是使用了铅笔。这是讽刺美国关于为一个平凡的问题寻找高科技解决方案。

这个故事当然是假的。 要理解为什么美国宇航局如此热衷于研究太空笔,你必须理解铅笔不适合太空环境。问题是铅笔芯容易断裂,留下石墨粉尘。木材也会使加压富氧舱产生严重的火灾风险。所有这些常见的问题都成为太空中威胁生命的危险。

太空笔是由费希尔钢笔公司的负责人保罗·费希尔发明的。与典型的钢笔不同,费希尔太空笔使用压缩氮气迫使油墨流出喷嘴,而不是利用重力使其流动。这使得它成为在太空、倒置或水下书写的理想书写工具。并且写得干净利落,没有铅笔的安全隐患。

太空笔(或称加压笔)是一种科技创新。费希尔太空笔的墨水是加压的(约40磅/平方英寸)。而且墨水是特殊的粘弹性墨水。必须笔尖滚珠旋转,以使粘稠的墨水液化,才能够在大多数表面上(包括水下)平稳可靠地书写。普通圆珠笔依靠重力把墨水送到笔尖,并且顶部有一个开口,以便大气压推动墨水。太空笔没有孔,减少了墨水蒸发或浪费,以及笔杆后部的泄漏。此外,与标准圆珠笔的平均两年保质期相比,太空笔可以使用长达100年。

费希尔联系了美国国家航空航天局,让他们试试。美国宇航局1965年和1967年经过几个月的测试,他们立即买了400支用于未来的任务。美国宇航局并没有花钱委托费希尔研究。后来苏联人很快抛弃了他们的润滑脂铅笔,最终也购买了与美国宇航局相同的费希尔笔。经过费希尔公司40%的折扣后,美苏两家太空机构一支笔只花了2.39美元。

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在太空中不能用钢笔写字,因为在失重环境下钢笔中的墨水不会往下渗漏,所以写不出字来。圆珠笔使用油墨,也是这样。太空中只能使用铅笔写字。

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圆珠笔是我们学习生活中必不可越少的书写工具,别看一支毫不起眼的圆珠笔,其中也包含着很多科学知识。

那为什么太空中圆珠笔不能正常使用?这一问题能够引出很多科学知识。那么我们先了解一下圆珠笔是怎么写出字的,圆珠笔主要利用球珠在书写时与纸面直接接触产生摩擦力,使圆珠在笔尖出滚动,带出笔芯内的油墨或墨水,已达到书写的目的。这工作原理也只适用于我们生活的地球环境中,由于地球的重力可以使油墨通过圆珠的滚动而带出来。

而在太空中处于真空状态,任何物体都处于失重状态,没有重力因素。普通圆珠笔在失重状态下是无法使用的,圆珠滚动,油墨是无法流出的,没有外力的作用下,油墨只能静止的待在笔芯中。这就是圆珠笔在太空中不能正常使用的最主要原因。

那么宇航员在太空中又是怎么书写,记录数据呢?人类的智慧是无穷的,早在1965年,圆珠笔发明者保罗·费舍尔又发明了能在太空环境中使用的圆珠笔——太空笔。这种笔采用密封式气压笔芯,上部充有氮气,靠气体压力将油墨推向笔尖。这种太空笔不仅能在太空中使用,在其他恶劣的环境中也能够使用,如极寒天气、水中、在光滑表面等等。所以这只太空笔适用范围很广泛,在航空航天、登山、潜水、医院等领域都比不可缺少。

太空笔——你值得拥有 哈哈哈

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很高兴能为你解答这个问题。 普通的圆珠笔之所以能够在地球上书写,是因为地球上存在大气压。

大气压是地球上的气体在重力的作用下产生的,海拔越低,压力越大。地球表面的大气压约为101KPa。

正因为有了大气压,人类可以利用大气压帮助我们完成各种活动,例如我们的呼吸,烧开水等,除了这些众所周知的地方,其实还有很多方面人类都在利用大气压,只是我们没有被我们发现。圆珠笔就是其中之一。

圆珠笔书写过程与大气压的关系

下图是一支圆珠笔头模型,我们所用的圆珠笔笔芯是与外界相通的,因此内部的笔液会受到大气压的作用。在我们书写的过程中,小圆珠受到我们下压的压力而压入内部一部分,在圆珠与外壁将会产生一定的空隙,当我们移动圆珠笔,滚珠就会附带着上面的笔液进行滚动,于是可以留下痕迹。滚动过程中会不断消耗上面的笔液,笔液的上液面又会受到大气压的压力,于是笔液能够不断被下压贴近钢珠,从而提供笔墨。

而在太空中,不存在大气压,因此,普通的圆珠笔在这种情况下是写不出的。刚开始,人们在外太空上是使用铅笔,铅笔的书写是依靠摩擦将铅笔芯刮落从而产生痕迹。但铅笔书写存在一个问题,那就是铅笔笔迹在失重条件下会飘落下来,铅笔芯的主要材料是石墨,而石墨是会导电的,因此容易损坏设备。

于是在1965年美国费舍尔公司发明了太空笔,解决了这个问题,这种笔可以在完全失重的环境下任意书写。

太空笔是在笔芯末端加入了压力气囊,因此可以完全不需要外界气压的帮助

以上就是关于圆珠笔为什么不能在太空中使用的原因。希望对你能够有所帮助。

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