歆琳科普

圆珠笔是一种无处不在、最不起眼的物品，而且你现在身边没有它的可能性非常低。很少有人会意识到制造一支圆珠笔需要多少复杂的技术和工艺，可能是因为我们上学时，随便就能买一堆圆珠笔，而且这些圆珠笔过段时间就会神秘的消失，我们根本不会关心这些。

圆珠笔的工作原理，为啥在太空用不了

圆珠笔，顾名思义它的工作原理是利用微小的金属滚珠轴承在纸上的滑动来书写的。这个小滚珠通常由碳化钨制成，而碳化钨与制造穿甲弹的材料相同，和金刚石的硬度相当。材料成型后进行高度抛光。

然后将抛光球装入球座。由于这两个部分之间的空隙应该是零，但也不完全是零，所以它们的配合需要精确到千分之一厘米。如果在生产过程中发现单个球轴承有任何缺陷，那么与有缺陷的球轴承一起生产的数千个其他滚珠也会被一起销毁。事实上，如果想要观察圆珠笔滚珠轴承上的瑕疵，需要的是一个电子显微镜。所以这是一个对材料强度、工艺要求十分高的产品。

那么油墨是怎么流出来的呢？它的工作原理主要是通过重力。重力将油墨向下推到滚珠上，当笔尖被压在纸上拖动时，滚珠就会传递油墨。然而，滚珠轴承也产生了一个加压密封，防止多余的油墨泄漏。这一机制允许油墨连续流动，而不会使墨水暴露在空气中，从而使墨水干燥。这也使得每支圆珠笔可以写大约10万个字。如果没有重力（或者像“太空笔”那样的内部压力源），油墨就不能正常流动，那圆珠笔就不能正常工作。我们上学时，经常也会出现，珠子掉出来，或者漏油之类的问题，这就说明球轴承和球座间隙太大！

太空笔是谁开发的？

这就引出了太空笔的故事。故事是这样的，当太空竞赛升温时，美国国家航空航天局投资数百万开发了一种能在地球轨道上工作的圆珠笔。然而，当俄罗斯人进入太空时，他们只带了铅笔。这是一个流传已久的故事，但有部分是假的。

苏联宇航员确实曾在太空中使用过铅笔，但美国人也是如此。然而，很快人们就意识到，在太空舱里使用铅笔会出现一些问题，削铅笔时会产生木屑，微小的粉尘，而且使用铅笔书写时，也会有粉尘，不小心被折断的笔尖也会到处乱飞，这会给人的眼睛、呼吸，太空舱的设备造成威胁，甚至可能引起火灾。

所以就需要能在太空环境下正常工作的圆珠笔。但是，事实上，美国宇航局和俄罗斯人都没有在开发圆珠笔这样的太空设备上投入任何资金。但有趣的是，NASA确实在特别设计的铅笔上浪费了钱，这进一步刺激了一些厂商寻找替代品的想法。1965年，NASA花了4382.50美元（相当于今天的31949美元）购买了Tycam工程制造公司生产的34支特别制造的铅笔。这铅笔老贵了，但还时没有解决问题。

在这一点上，你可能会想，如果苏联和NASA都没有投入资金来开发太空笔，那是谁开发的？“太空笔”其实是一家私营部门发明的，只是被NASA普及了。

事实上，太空笔的开发完全是由费舍尔公司的Paul C. Fisher和他的同事们完成的。他自己投资了100多万美元，发明了一种使用加压氮气(35psi)来挤出特制的凝胶状油墨的圆圆珠笔。1965年，他获得了一项专利，拥有了一支可以在零下45到204摄氏度，在太空中可以正常工作的圆珠笔。

当费希尔把他的“AG-7”太空笔介绍给美国宇航局时，宇航局从他那里买了400支太空笔。让NASA在太空中使用他的产品是一个伟大的广告，至此Fisher太空笔名声大燥！人们也误认为是NASA发明了太空笔。

量子科学论

太空环境与地球不同，传统的圆珠笔容易短线书写不畅，铅笔又因为会产生很多碎屑不安全，所以就需要设特殊的笔，但也不像传言那样NASA并没有花数百万美元。

圆珠笔，顾名思义就是利用一颗小的圆珠子作为蘸取墨汁的部件，随着在纸张上的滚动将沾上的墨水留在纸上，圆珠笔的书写原理使得圆珠笔油墨必须有较强的粘性，能够不断地粘在珠子上，这又造成圆珠笔的油墨在笔芯中下降不畅，而在地球上加上引力这一因素则刚刚好。在太空中，由于所有的物体都随着飞船绕地球运动，引力提供了向心力，所以飞船内都是微重力，难以解决圆珠笔的断墨问题。铅笔则更不可取，铅笔需要潇，笔芯也容易折断，在微重力的飞船内，这些碎屑就可能因为人的呼吸而随着气流进入人的呼吸道导致危险，在太空上出事了缺少急救的促使，而航天发射成本如今也还比较高，所以用铅笔有导致航天任务失败的风险。因此NASA投入重金研制特质的太空笔以适应太空微重力环境。

太空笔是随着人类航天的发展应运而生，既然太空微重力圆珠笔无法用，那么采用某种方式对油墨提供某种推力不就行了？的确如此。太空笔的笔芯就是全封闭式的，其上设计有一个气包，内部充斥着氮气，以氮气的压力替代重力，而且氮气会随着油墨的减少而体积膨胀压力减小，也适应油墨多的时候摩擦大少的时候摩擦小的特点。最终的结果不是太空笔运用的原理有多高明，现代人的思路而言这有什么呀，但不要忘了时代的限制，那时候的人一天接触的信息远远低于现代，要无中生有设计一种原本没有的东西其难度是非常大的，需要经过很多次的尝试。咱这也是说的简单，真正要将太空笔调试到可以在太空应用，内部的油墨、气包中的氮气都需要专门设计，详细研究其流动参数。而如今的太空笔都是根据一个叫费舍尔的商人研制的，他的公司自己投入经费研究太空笔，大概花了100万美元的经费，1967年他以每支2.95美元的价格把400支太空笔卖给美国宇航局。

所以太空笔的研究中，并不是NASA的功劳，NASA也并没有投入那么多钱。在后来的阿波罗登月计划期间，太空笔就成为宇航员在太空中的专用笔而不基本必担心安全问题。我国载人航天也吸取了国外的经验，在杨利伟2003年乘坐神州号进入太空的时候就用上了太空笔。

来看世界呀

太空笔是一种专门为宇航员在太空工作时使用的笔，但它不是由NASA开发的，而是由美国一名工程师保罗•费舍尔发明的。

早期美国和前苏联的宇航员在太空工作时，使用的是圆珠笔或者铅笔，但这两种比在太空失重环境下不是不能正常使用，就是对宇航员工作和生活产生不利影响。

从圆珠笔的结构看，它主要是由滚珠和油墨组成，油墨在重力作用下流到滚珠上，在滚珠与基座完美的契合下，随着滚珠的滚动，即能不间断地进行书写，也能保证油墨不暴露在空气中确保正常使用。但在太空中，由于处于失重状态，油墨所受到的重力不足以使其流动到滚珠上，因此很难写出字来。

从普通铅笔的结构看，它主要由石墨笔芯和包裹的木材组成，而自动铅笔没有包裹的木材，只有细细的笔芯，在书写时，靠手部向下的压力，使柔软的石墨笔芯在纸张上留下痕迹。但在太空中，由于引力甚微，留在纸张上的石墨痕迹会形成一些粉末，而且笔芯易折断，折断的石墨笔芯和粉末会漂浮在空间中，不但对宇航员的呼吸系统和眼睛产生很大的刺激，而且也易引发精密仪器的短路问题，对正常的航天工作产生严重干扰。

为了解决这一问题，美国的一位工程师保罗·费舍尔，自己花费了两百万美元研制了可以在太空环境下使用的一种圆珠笔，这种笔使用密封式气压笔芯替换传统笔芯，上部充有氮气，在书写时产生摩擦热量和一定的剪切力，加上氮气的压力才能将液化的油墨挤出来进行书写，从而解决了传统圆珠笔在失重状态下油墨留不下来的问题，而且特制的油墨能够耐高温和低温、耐强光照、不褪色，在各种材料的表面比如油性纸张上都能书写。

这项发明得到了NASA的充分肯定，继而在全球进行大力推广。

优美生态环境保卫者

太空对人类来说是崭新的世界，所以当生活在大气圈内几十万年的人类进入太空后，其携带的一系列设备都会出现“太空版”

目前来看太空除了强辐射和快速日出日落外，和地球最大的不同就是太空是“微重力”环境，而地球是正常重力环境，微重力带来的后果就是液体无法自动向下流，因此宇航员们在太空喝水都是用吸管，厕所也都有“吸水”功能。

相比如今国际空间站的信息化记录方式，在上世纪美国和苏联的空间站内，便携式信息记录主要还是靠纸和笔，于是乎问题就来了，因为太空微重力环境下地球生产的水笔无法顺畅流出，且无法第一时间附着渗透到纸张，而地球上的铅笔在太空中会产生石墨碎屑从而影响仪器运行。

所以说宇航员们迫切需要一支可以在太空中自由书写的“太空笔”

美国一位名叫保罗.费舍尔的工程师在得知宇航员的痛点后，对普通的圆珠笔进行了加压改造，用氮气和全封闭式结构制造了第一根太空笔，这支笔顺利通过了NASA的验收成为了后来阿波罗计划以及其他太空计划的专用笔，我国的杨利伟在太空时陪伴他的也是一根专用太空笔。

由于太空环境对人类的全方位影响，科学家们在构思未来的太空城时总希望它可以产生类似地球的重力环境，这样一来就不需要再为太空环境设计和改造一系列工具了，人类的身体结构也不会被太空改变到无法适应地球重力环境的程度。

宇宙观察记录

NASA也就是美囯航空航天部门，其花数百万美元研制太空笔此消息是否真实谁也说不准，但在太空中使用在地球上人们常用钢笔和圆珠笔因为太空失重的原因确实写不了字因此只能用铅笔，但铅笔芯容易折断而断的笔芯会飘浮在太空舱内容易引起飘进设备内引起短路，为此人们想到了能在太空中使用的笔，无非就是将常规的圆珠笔密封再加上一个氮气囊使用时加压而已，如今这种太空笔在美囯市场也只卖3美元左右，通过这件事也令人懂得再发达的科枝也需要最简单的知识积累。

栖雁林

没有重力牵引造成的？地球上的很多科技在太空中都不能用。比如，地球上的家用洗衣机，在太空中就无法正常工作等等。

肖颖50

浮尘LSL

直接储存气压不就完了吗！

關鍵字: 上学时 过段时间 科学