眾所周知,宇航員在太空處于失重狀態(tài),生活的方方面面都與地球存在很大的差異。所以他們必須穿著專用的服裝,睡專用的睡袋,吃專門的食物。但是你知道他們連書寫都必須使用專用的筆嗎?

一、鋼筆會失靈
鋼筆可以書寫,主要靠的就是毛細作用。簡單來講,當細如毛發(fā)的玻璃細管插入浸潤液體中,管內液體上升,水平面高于管外,比如水。當插入不浸潤液體中,管內液體會下降,水平面低于管外,比如水銀。
鋼筆書寫時,利用的也是這個原理。鋼筆墨水與紙之間是可浸潤的,當用鋼筆寫字的時候,通過在紙面按壓施力,鋼筆筆尖的分叉會變大,便于墨水留出。而紙面與墨水的毛細作用,則會引導墨水不斷地向紙面移動。

當不使用的時候,筆尖會較為收縮,且由于外界大氣壓強的作用,筆膽內空氣較少,無法抵抗外部的大氣壓,所以墨水會被牢牢地壓在膽內。但是進入太空,由于失重的關系,失去了外部的壓力,筆膽內又殘留一小部分的空氣,反而會向外施壓,分叉的筆尖不再能夠阻擋墨水的沖力,所以鋼筆在太空中容易出現漏墨的現象。

二、鉛筆會“搗亂”
既然鋼筆墨水由于失重容易失靈,那么沒有墨水的鉛筆可不可以呢?
鉛筆倒是可以在太空進行書寫,但是我國和美國的宇航員依舊不選擇使用鉛筆。因為它有一個致命的缺點,它的筆芯是石墨和黏土混合做成的。這樣的筆芯堅硬,書寫時靠摩擦上色,雖然沒有重力或壓力的問題,但是摩擦的過程中會產生大量的粉末。
而太空中由于失重,這些本應落下的粉末,也會跟人體一樣漂浮在空中。甚至會飄向儀器的縫隙中,引起短路,也有可能飛進宇航員的眼睛、鼻子、嘴巴,這些都對宇航員的生命安全構成了危險。

早些年,由于火箭的運載能力不足,太空艙里常常是純氧狀態(tài),這樣無需攜帶其他氣體,無需額外調節(jié)氣體的成分比例,能減輕運載壓力,還可以節(jié)省物料。
但是石墨在純氧中的燃點比空氣中要低很多,加上筆桿為木質,屬于易燃燒物品。其他國家就曾經發(fā)生過在太空中鉛筆失火的意外。
如今隨著科技的發(fā)展,雖然已經可以攜帶空氣,無需艙內純氧,但是由于石墨存在多方面的安全問題,所以一般在太空中也不會使用鉛筆。

三、太空筆有什么特別之處?
既然鋼筆、圓珠筆、鉛筆都不適合在太空中使用,為了滿足書寫記錄的需求,那么就只能研發(fā)出一款安全又符合太空環(huán)境的專用太空筆了。
1965年,美國人Fisher投資了100萬美元,研發(fā)出了第一只太空筆。它可以在嚴寒、高溫、水下、多種液體中書寫,當然也可以在失重的情況下書寫。
它采用的是碳化鎢珠作為筆尖,經由特殊工藝嵌在筆頭,不易脫落又能防止漏墨。筆芯管內充的是氮氣,并內置分離浮球,將加壓的氮氣與油墨分開。書寫按壓時,壓力達到一定數值,墨水才會被氮氣推到筆尖。

墨水也與尋常的鋼筆墨水不同,采用的超黏變性油墨,平時是類似凝膠的狀態(tài),只有當書寫時,筆尖轉動,墨水才會隨著碳化鎢珠的旋轉變成液體狀態(tài)。據說太空筆的壽命可長達100年,可書寫的時間也高達數十年。
由于它抗冷又抗熱,還防水,可以適應多種環(huán)境,所以太空筆其實也不僅僅應用于太空。不少戶外愛好者在登山、潛水時也會使用太空筆,還有極地考察、建筑裝修等多行業(yè)領域也都適用。可以說這真的是一項偉大又具有實用性的發(fā)明。