우주 볼펜은 어떤 원리로 무중력에서도 사용 가능한가요?
우주에서는 중력이 없기 때문에 지구에서 사용하는 볼펜은 사용할 수 없다고 알고 있습니다. 그래서 우주 볼펜이 개발된 것으로 알고 있는데, 우주 볼펜은 어떤 원리로 무중력에서도 사용 가능한가요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.
우주 비행사들이 사용하는 특수 볼펜은 밀도가 높고 점성이 강한 잉크를 사용하는데, 이 잉크는 중력이 없어도 펜촉으로부터 흘러내리지 않게 설계되어 있습니다. 대신 볼펜촉 주변의 작은 볼베어링이 잉크를 일정량씩 밀어내면서 종이 위로 잉크를 공급하죠. 또한 펜심이 질소로 가압되어 있어 잉크가 지속적으로 공급될 수 있습니다. 이런 특수한 설계 덕분에 우주 비행사들이 무중력 상태에서도 편안하게 글을 쓸 수 있답니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
우주 볼펜은 폴 피셔가 발명하여 미국 피셔 사에서 판매하였습니다.
평소 사용하는 일반적인 볼펜은 중력에 의해 잉크가 밑으로 내려오면 펜 끝에 있는 볼에 묻어서 나오게 되지만, 우주 볼펜은 잉크가 들어있는 튜브에 고압의 질소를 두어 잉크를 강제로 펜끝으로 밀어내는 원리를 이용하고 있습니다. 이로 인해 중력의 방향이나 크기와 상관없이 우주에서도 사용할 수 있는 것입니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
우주 볼펜은 특수한 잉크 카트리지와 가압 방식을 통해 무중력에서도 작동합니다. 특수 잉크 카트리지는 점성이 높고 표면장력이 강한 잉크를 사용하여 지구에서처럼 아래로 흐르지 않고 볼펜 끝 부분에 달라붙습니다. 또한, 특수 용매를 사용하여 잉크가 빨리 마르지 않도록 합니다. 가압 방식은 카트리지 내부에 압력을 가해 잉크를 강제로 볼펜 끝으로 밀어내어 글씨를 쓸 수 있도록 합니다. 또한, 카트리지 내부에는 질소가 충전되어 잉크 변질을 방지하고 일정한 압력을 유지합니다. 이러한 기술 덕분에 우주에서도 지구와 마찬가지로 깨끗하고 선명하게 글씨를 쓸 수 있습니다.