【如何在空间站微重力环境下写字?传统毛笔成了合适的选择】

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书写作为一项重要的技能 , 在太空中却遭遇到了障碍 。 在微重力的环境下 , 圆珠笔、钢笔均无法正常使用 。 而铅笔虽然可以使用 , 但是书写产生的石墨渣可能会漂浮在空间站的空气中 , 进而进入航天员的鼻子、眼睛里 。 石墨还是电的良导体 , 如果进入设备之内 , 可能还会造成设备短路 , 从而造成严重的后果 。
1965年 , 工程师保罗·费舍尔开发出了一款太空笔 , 能在微重力环境下正常流出墨水 。 这款太空笔依靠一种特制的墨水盒 , 它的内部充有加压氮气 , 可以依靠气体压力将墨水推向笔尖 。 在不使用笔的情况下 , 墨水是不能自行流出的 , 因此墨水在墨水盒里保持着水凝胶的状态 。
这支太空笔的性能非常优异 , 能在极寒和极热的环境下正常书写 , 也因此得到了美国宇航局的青睐 。 太空笔研发成功之后 , 在1967年马上得到了美国宇航局400支的订单 。 随后 , 苏联航天局也订购了100支 。
不过 , 虽然这种太空笔性能优异 , 但是造价成本较高 。 有没有像铅笔一样价格低廉 , 又非常适合空间站微重力环境使用的笔呢?答案就在神舟十二号任务中 , 当时刘伯明在空间站用毛笔书写了“理想”两个字 。
毛笔是我国传统的古老文具 , 古人用它来书写文字 , 也用它来进行绘画 。 能在空间站进行书写 , 其过程非常简单:墨水转移到毛笔身上 , 然后通过书写的方式再次转移到纸上 。 这一切作用的原理其实非常简单 , 就是我们所熟悉的“毛细现象” 。
在地球上 , 我们把毛巾挂起来 , 但是底部让它接触到水 , 过一会儿 , 我们会发现整条毛巾都湿了 。 通过毛细现象 , 水向上爬了 。 但是 , 能量守恒告诉我们 , 水的重力势能增加了 , 必定有一种能量减少了 , 那么到底是哪种能量减少?没错 , 这种能量就来自于水的表面张力 。
事实上 , 在空间站用毛笔书写也并非那么简单 。 在地球上 , 如果毛笔蘸墨太多 , 那么墨水会从笔尖滴到纸上 。 同样 , 如果在空间站上毛笔蘸墨太多 , 墨水也可能会漂浮出来 。 因此 , 蘸墨也需要一种技术 。
同样 , 墨水盒也需要改变 。 我猜测 , 装墨水的袋子应该和航天员喝水的袋子类似 , 需要多少就挤多少出来 , 这样才不会到处乱飘 。 不过 , 这也仅仅是猜测而已 。 神舟十三号任务的三名航天员会在空间站中过年 , 到时应该会有写春联的场景 , 我们就能看到墨水盒的样子了 。
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