有关在太空写字,以前有一个广为流传颇深的谣传,说成:美国nasaNASA为了更好地能让航天员们能在航行指南上写字,专业花了几百万美元开发设计一种能相抵无重力的签字笔,之后美国宇航员问苏联人“你们是拿哪些写的?”答曰“签字笔”。这个故事有很多不一样的版本号,最吓人的说英国为了更好地这支笔花了120亿,总而言之,要想在太空写字确实是真的很难!
写几个字真那么难?
2021年秋天的“开学第一课”上,中央电视台专业特邀到已经天宫空间站的中国宇航员给学生们授课,期内宇航员刘伯明用软笔在一张纸上记录了“理想化”二字。有小伙伴们传出高呼:原先我们我国的软笔就能在太空写字!为何国外要花那样多的钱专业开发设计?
我国软笔在太空的第一次现身
事实上,外国人并没有花那麼多的钱为航天员产品研发“太空签字笔”,跟前苏联一样,NASA最开始给美国宇航员发的也是杆身签字笔。充分考虑在零重力情况下削笔很不便,会造成很多碎渣,之后美国宇航员们改成自动铅笔。这种签字笔不划算,1962年NASA一共耗费4382.5美金购买了34支,均值每一个签字笔128.9美金!
1962年美国宇航员应用的自动铅笔
为何一般签字笔与圆珠笔芯不可以在太空写字?很多人迅速就能得出解读:由于在太空中沒有重力,墨水不可以像在路面那般抵达笔尖,签字笔则不用考虑到重力危害。
正是如此吗?
在太空中应用的签字笔较为硬,由于软的铅芯非常容易断,写字更非常容易掉粉,这种高纯石墨粉末状是电导体,在宇宙飞船里四处飘浮有可能导致机器设备短路故障,这也是很不得了的。因此 苏联人实际上用的是类似水彩颜料一样的签字笔,它的碎渣不导电性。
殊不知一般签字笔与圆珠笔芯是可以在失重状态下撰写的,这合乎物理原理。
大家来做一个科学小实验:拿一支钢笔或圆珠笔芯,仰着朝上在本子h上撰写,迅速就看不见笔迹——墨水断掉,由于墨水被重力往下面拉。太空在其他角度也没有重力,你应该把本子h贴在墙壁,再将笔杆维持水准情况,如何?撰写没有问题。
走珠笔在水准情况撰写不会受到重力危害
事实上签字笔与圆珠笔芯里的墨水并不一定依靠重力,他们是靠分子结构间互相招引的力流入打印纸张的。
高中物理教师提醒大家水有界面张力,由于水分中间会根据共价键互相吸引住,而且水分与毛细血管的壁厚中间也出现非常强的诱惑力。就算沒有重力的参加,毛细血管里的水流相对高度也会比外面高些。
拆卸一支钢笔,你能见到笔尖有一条窄小的间隙,而联接笔尖的部位被制定成集中的栅格数据,这基本都是根据毛细血管的原理,让墨水能够保存在栅格数据中。当笔尖从紙上掠过,墨水从间隙中流走,栅格数据里的墨水会因为分子结构间的吸引力源源不绝地填补到进去,全过程不用重力的参加。
针对圆珠笔芯而言也是一样的大道理,当墨水或印刷油墨被钢珠带去时,笔芯里的墨水会由于粘性并非重力注入笔尖。
签字笔的设计方案充分运用了毛细血管原理
很有可能是由于上世纪50时代并沒有这类设计方案,那时候的签字笔非常容易堵墨,会在宇宙飞船发送流程中搞得到处都是,而且NASA针对墨水的分子结构物理或是不那麼安心。
1965年,一家个人企业创造发明了“硫化橡胶独特墨”,这类疑胶状的墨能伴随着時间的变化渐渐地汽化,再根据在笔杆里再加上一个充了氢气的气襄,就能给墨水施压,进而将墨水从笔尖挤出。
因为在笔內部增加标准气压,笔能够从每个方位开展撰写,就算零重力情况也可以解决轻松,因而被称作“太空笔”。听说为了更好地研发“太空笔”,费希尔企业斥资达“100万美金”,NASA于1967年以每一个6美金的价钱购买了400支,前苏联也在1969年购置了100支给予给航天员应用。
费希尔企业的AG7太空笔
有关太空中应用的笔,有另一个故事值得一提:1969年,当强仕11号提前准备从月球考虑回到时,航天员奥尔德林发觉宇宙飞船上升器的一个电源开关柄被碰断掉,无法打开电源开关,两人有死在月球上的风险性。最终奥尔德林将随身带的一支笔的笔尖插进隔离开关并翘动了电源开关,两位美国英雄取得成功解困。强仕11号发电机组返回地球后,这支“立了功”的笔被陈列设计在展览馆里供大家参观考察。
特别注意的是:强仕11号每日任务并沒有应用费希尔企业的“太空笔”,只是用了从杜罗制刷企业购置的毡尖笔,也就是咱们今日普遍采用的油性记号笔,水彩笔。
强仕每日任务选用了毡尖笔
水彩笔沒有繁杂的充压组织 ,也不用带上N2气襄,与签字笔一样,它也是运用毛细管现象将墨水抽中笔尖。
包含圆珠笔芯,钢珠墨水笔和水彩笔以内的多种笔在太空站里都是有普遍应用,这种笔划算又便捷,航天员们并沒有感觉与在路面撰写有哪些不一样。有时候碰到断墨,只需轻轻地甩一甩就能续上。
各种各样笔在国际空间站都是有应用
刘伯明在太空站里写字使用的软笔也一样是使用了毛细血管原理。灰黑色墨水被一根根羊毛绒包围着,羊毛绒间的间隙产生毛细血管,因此 就算是零重力的太空,宇航员仍然能轻松地展现书法技巧。
刘伯明太空挥笔
有小伙伴问,中国宇航员用的软笔是否特别制作的海棉头,为何墨水不容易往下滴?原因非常简单:太空站里是微重力自然环境,墨水会更非常容易地依附在软笔上,它不太可能往下滴。而且从刘伯明展现的太空书法字画看,“理想化”的“想”字有显著的飞白,这也是软笔书法独有的状况,因而能够确实那不是海棉笔,只是一支真真正正的我国软笔。
刘伯明撰写“理想化”二字
做为书法的忠实发烧友,神舟十三号命令长翟志刚说他也带来到一套“笔墨纸砚”,准备碎片时间一展身手。老杨猜想,砚台在太空站里八成是没有办法用,微重力情况下研墨很可能会搞取得处黑,而假如要在春节时写对联,他如何往软笔上添墨是一个看头,万一蘸多了也是没办法弄出来的。
翟志刚的字非常好,下面他在太空站里秀书法艺术,一定是亮点多多的,使我们翘首以待吧!
翟志刚的太空书法艺术非常值得希望