Space Pen

เรื่องโดย ดร.ทัศชา ทรัพย์มีชัย

ปากกาถือเป็นของใช้ทั่วไปที่ทุกคนใช้ประจำ มีหลายชนิดให้เลือกใช้ โดยพื้นฐานแล้วปากกาจะประกอบไปด้วยตัวแท่ง น้ำหมึก และหัวปากกา โดยเฉพาะปากกาลูกลื่น จะมีหัวที่เป็นเสมือนลูกบอลที่ช่วยให้น้ำหมึกจากหลอดที่อยู่ภายในแท่งปากกาไหลออกมาผ่านหัวลูกลื่นดังกล่าว และซึมเข้ากับผิวกระดาษที่เราใช้เขียนกันนั่นเอง

ส่วนปากกาสำหรับใช้งานในอวกาศ ก็คือปากกาที่นักบินอวกาศใช้จดโน้ตบนยานอวกาศนั่นเอง บนยานอวกาศที่ออกนอกโลกไปแล้วนั้นจะตกอยู่ในสภาพที่ไร้ซึ่งแรงโน้มถ่วง ซึ่ง “แรงโน้มถ่วง” แบบที่มีบนโลกเรานี่ล่ะ คือปัจจัยหลักที่ทำให้หมึกจากปากกาธรรมดาไหลลงมาสู่หัวปากกาและซึมไปยังผิวกระดาษ จึงทำให้เราใช้ปากกาเขียนได้อย่างพลิ้วไหว แต่บนยานอวกาศนั้นไม่มี “แรงโน้มถ่วง” ที่ว่านี้ จนเรียกได้ว่าเป็น “สภาวะสุญญากาศ” หมึกปากกาจึงไม่ไหลออกมา ทำให้เขียนไม่ติด

เมื่อย้อนกลับไปในประวัติศาสตร์ มนุษย์อวกาศทั้งของนาซ่า และสหภาพโซเวียต (รัสเซีย) ต่างก็ใช้ดินสอกันมาก่อน เริ่มแรกนั้นจะใช้ดินสอไม้ที่เชื่อมกับแท่นกระดาษ แล้วมีเชือกไว้ผูกติดกับหัวเข่าของพวกเขาอีกที เพื่อช่วยไม่ให้ชุดเครื่องเขียนเหล่านี้ลอยเคว้งคว้างในสภาพไร้น้ำหนักบนยานอวกาศ เมื่อมีดินสอไม้ก็ต้องมีที่เหลาและยางลบ ส่งผลให้เกิดเศษฝุ่นผงจากการเหลาและเศษยางลบ และปัญหาที่ใหญ่กว่า นั่นคือ ไส้ดินสอที่หักและเศษผงอาจกลายเป็นวัตถุไวไฟที่ทำให้เกิดไฟไหม้ได้ เพราะทั้งไส้ดินสอไม้และดินสอกดนั้นทำมาจากแกรไฟต์ ที่จัดเป็นวัตถุไวไฟได้เหมือนกัน หากฝุ่นจากไส้ดินสอกระจายไปทั่วยานอวกาศ จนเข้าไปติดเครื่องมือที่มีกระแสไฟฟ้าจนทำให้เกิดประกายไฟ หรืออาจสร้างปัญหาให้กับอุปกรณ์จำพวกสวิตช์ไฟได้เช่นกัน

ต่อมาฝั่งนักบินอวกาศจากนาซ่า จึงใช้ดินสอกดแทน (Mechanical Pencil) วิธีนี้ช่วยลดเศษไม้ที่มาจากการเหลาได้ แต่ไส้ดินสอที่บังเอิญหักระหว่างเขียนก็ยังเป็นปัญหาอยู่ดี  ส่วนทางสหภาพโซเวียตก็ได้ทำการเปลี่ยนวัสดุที่ใช้เขียน โดยใช้ดินสอเขียนกระจก (Dermatograph) ที่ไส้ดินสอผลิตจากวัสดุประเภทขี้ผึ้ง แต่ทว่า ก็ได้เกิดปัญหาใหม่ขึ้น เมื่อเศษกระดาษที่ใช้เขียนก็มักจะพันติดกับตัวดินสอ และไส้ดินสอที่ทำจากขี้ผึ้งก็เขียนติดได้ไม่ดีเท่าไส้ดินสอแบบธรรมดาเลย

รวมทั้งปัญหาราคาของดินสอแบบกดที่นาซ่าสั่งซื้อจากผู้ผลิตในขณะนั้นมีราคาสูงมาก (แท่งละกว่า 100 ดอลลาร์สหรัฐ) ทำให้นาซ่าเริ่มหันมาทำการวิจัยปากกาที่สามารถเขียนในอวกาศซึ่งไม่มีแรงโน้มถ่วงได้

ในระยะเวลาแห่งการวิจัยปากกาชั้นเลิศนี้เอง เหล่านักประดิษฐ์ผู้มุ่งมั่นแห่ง Fisher Pen Company ที่ Paul C. Fisher เป็นเจ้าของบริษัทจึงได้ถือโอกาสเข้าเสนอปากกาที่พวกเขาคิดค้นและพัฒนาขึ้นเพื่อให้เขียนได้ในทุกสภาวะกับเหล่านักบินอวกาศแห่งนาซ่า ปากกานี้มีชื่อว่า Fisher Space Pen โดยที่กลไกการทำงานของปากกานี้ก็คือ

1. ออกแบบกลไกด้ามปากกา ให้ทำหน้าที่อัดอากาศลงไปที่ไส้ปากกา เพื่อให้ความดันในหลอดหมึกมีมากกว่าความดันภายนอกด้าม ส่งผลให้หมึกสามารถไหลออกมาได้อย่างราบรื่น
2. ใช้หมึกชนิดใหม่ ที่ตัวหมึกและไนโตรเจนถูกกั้นด้วยกำแพงบาง ๆ ที่สามารถเคลื่อนที่ได้ เพื่อให้หมึกถูกใช้งานได้จนกระทั่งหมดหลอดโดยไม่ติดขัด อีกทั้งตัวหมึกเองก็มีความหนืดสูงเป็นพิเศษเพื่อป้องกันการระเหยและลดการซึมเลอะ
3. ออกแบบหัวบอลที่อยู่ปลายหัวปากกาแบบใหม่ โดยหมึกจะอยู่ในสภาพหนืดจนกว่าลูกบอลจะมีความเคลื่อนไหว หมึกถึงจะคืนสภาพเป็นของเหลวดังเดิม แถมยังคงสภาพเอาไว้ได้ตั้งแต่อุณหภูมิติดลบ 35°C ไปจนถึงความร้อนสูงระดับ 120°C อีกด้วย เพื่อให้ลูกบอลตรงหัวปากกากับแรงดันหมึกมีความสมดุลกัน หัวปากกาจึงถูกผลิตขึ้นจากทังสเตนคาร์ไบด์ที่มีคุณสมบัติความแข็งและทนความร้อนสูง ในส่วนของตัวปากกาก็ทำจากโลหะทั้งด้าม ยกเว้นเพียงแค่หมึกเท่านั้นที่ไม่ใช่โลหะ ซึ่งตัวปากกานี้ก็ทนความร้อนได้สูงถึง 200°C

บริษัท Fisher Pen Company ใช้งบประมาณมากกว่า 1 ล้านดอลลาร์สหรัฐในการออกแบบสุดยอดปากกา Space pen ที่ใช้ได้ทุกสภาวะ แต่ก็นับว่าคุ้มค่ากับการลงทุนเลยทีเดียว เมื่อ Space pen ได้เข้ารับการทดสอบร่วม 18 เดือนจากห้องแล็บของนาซ่า แล้วผลการทดสอบก็ออกมาว่า “ผ่านการอนุมัติ” ในปี ค.ศ. 1967  ด้วยราคาขายเพียงด้ามละ 2.39 ดอลลาร์สหรัฐ (ซึ่งถูกมากเมื่อเทียบกับเหล่าชุดดินสอ ปากกา ที่เคยซื้อมาใช้ก่อนหน้านี้) หลังจากนั้น Space pen ก็ได้เป็นปากกาที่ใช้ในยาน Apollo 7 ของสหรัฐอเมริกา สร้างความน่าภาคภูมิใจให้กับเหล่านักสร้างปากกาและมนุษย์อวกาศเป็นอย่างมาก ด้วยเหตุนี้ปากกาที่ใช้งบประมาณในการวิจัยหนึ่งล้านเหรียญจึงมีชื่อเสียงดังกระฉ่อนไปทั่วโลกในเวลาต่อมา

ด้วยความล้ำสมัยของ Space pen จึงทำให้สหภาพโซเวียตสนใจในประสิทธิภาพสุดยอดนี้ และนำเข้ามาใช้กับโครงการสำรวจอวกาศของพวกเขาในปี 1969 โดยนำไปใช้กับโครงการ Soyuz เป็นโครงการแรก นับตั้งแต่นั้นมาก็ได้มีการพัฒนา Space pen มาเรื่อย ๆ จนต่อมาบริษัท Fisher Pen Company ได้เปลี่ยนชื่อเป็น Space Pen Company แทน และโครงการสำรวจอวกาศของมนุษยชาติได้ใช้ปากกา Space pen มาจนถึงปัจจุบัน รวมถึงการออกปากการุ่นใหม่ Shuttle Pen เพื่อใช้ในกระสวยอวกาศของนาซ่า และสถานีอวกาศของสหภาพโซเวียตอีกด้วย

มีเรื่องเล่าน่าสนใจจาก Fisher เผยว่า นักบินอวกาศของยาน Apollo 11 เคยใช้ปากกา Space pen ในการซ่อมปุ่มในยานอวกาศ ช่วยให้เขานำยานกลับสู่พื้นโลกได้สำเร็จ โดยขณะที่อยู่บนดวงจันทร์ ลูกเรือคนหนึ่งของภารกิจ Apollo 11 เผลอทำก้านสวิตช์หนึ่งตัวหัก เป็นสวิตช์ตัวที่ต้องใช้เพื่อส่งยานจากดวงจันทร์กลับสู่โลก เมื่อแจ้งศูนย์ควบคุมถึงปัญหานี้ ศูนย์ควบคุมที่โลกทดลองหักสวิตช์ในลักษณะเดียวกัน — ความท้าทายอยู่ที่ว่าขณะนี้นักบินอวกาศบนดวงจันทร์ไม่มีเครื่องมือใดเลย นอกจากปากกา Fisher AG7 ศูนย์ควบคุมจึงทดลองใช้ปากกา Fisher AG7 ในการดันกลไกของสวิตช์ที่หักขึ้นมา และพบว่าใช้การได้ดี จึงแนะนำให้ลูกเรือทำแบบนั้นเช่นกัน หลังเหตุการณ์นี้จึงมีคำเปรียบเปรยว่า “หากไม่มีปากกา Fisher AG7 นักบินอวกาศในโครงการ Apollo 11 คงไม่สามารถกลับมายังโลก”

ทุกวันนี้มีปากกาอวกาศออกมาจำหน่ายในท้องตลาด ประมาณ 80 รุ่น สนนราคาเริ่มต้นอยู่ที่ประมาณ 50 ดอลลาร์สหรัฐ (ประมาณ 1,510 บาท) นอกจากซื้อเป็นของขวัญหรือของที่ระลึกแล้ว ปากกาอวกาศยังเป็นที่ต้องการใช้งานกองทัพ อุตสาหกรรมผลิตเครื่องบิน คนงานปิโตรเลียม และนักกิจกรรมกลางแจ้ง ที่ต้องการเขียนได้ในทุก ๆ สถานการณ์

แหล่งข้อมูล
[1] https://www.scimath.org/article-technology/item/11225-2019-12-19-04-54-15
[2] https://writing.in.th/2018/09/17/fisher-space-pen-for-us-space/
[3] https://review.thaiware.com/1619.html?utm_source=linetoday&utm_medium=source
[4] https://www.nstda.or.th/spaceeducation/space-pen/

Go to Top