Az 1960-as években az Egyesült Államok és a Szovjetunió között folyó űrverseny idejéből maradt fenn az a legenda, miszerint az USA rengeteg pénzt költött az űrben használható toll készítésére, míg az oroszok ezt simán megoldották: ceruzát használtak. A világűrben, a súlytalanság viszonyai között történő jegyzetelés azonban korántsem annyira egyszerű feladat, mint amilyennek gondolnánk. Kevéssé ismert, hogy egy íróeszköz mentette meg a történelem első Holdra szállását is.
A szovjet űrceruza legendája
Az 1960-as években az USA és a Szovjetunió között nemcsak hidegháború, hanem az űrverseny is kiéleződött. A világűrbe induló asztronauták számára sok minden egyéb mellett megfelelő írószerszámról is gondoskodni kellett, mivel az űrhajósok - többek között - vezetik a repülési naplót, jelentéseket készítenek a küldetésről, de feladataik közé tartozik az esetleges anomáliák leírása, valamint elemzések készítése is.
Állítólag az amerikai űrkutatási hivatal, a NASA éveket és az adófizetők millió dollárjait fordította arra, hogy megoldást találjon a problémára,
míg a szovjet kollégáik ezt egyszerűen és simán megoldották: ceruzát használtak.
Ez népszerű legenda azonban csupán egy mítosz.
Eredetileg az amerikai és a szovjet űrhajósok is ceruzát használtak, ami azonban veszélyesnek bizonyult,
mivel a letöredező ceruzavéget, valamint az űrhajóban a súlytalanság állapotában lebegő grafitszemcséket beszippanthatják az űrhajósok, de megsérthetik az érzékeny felszerelést is. Az sem bizonyult mellékes szempontnak a ceruza elvetésénél, hogy a grafit és a fa egyaránt gyúlékony.
A grafit kiválóan vezeti az áramot, ami további veszélyt jelenthet a fedélzeti elektromos berendezésekre.
E tapasztalatok alapján eleinte zsírceruzát használtak,
hogy csökkentsék a leváló grafitszemcsék által okozható sérülés vagy egy baleset kockázatát.
Mit kell tenni, hogy fejjel lefelé is fogjon a golyóstoll?
Az űrkabinban lévő oxigén miatt bármilyen kis szikra végzetes tüzet okozhat, és minden más is, ami potenciális üzemanyag lehet, igen gyorsan meggyullad. Ez az íróeszköz ráadásul igen drágának is bizonyult; a NASA 438 250 dollárt fizetett mindössze 34 mechanikai ceruzáért.
A Gemini-projekt során a NASA a kabin falához rögzített ceruzákat rendszeresített íróeszközként.
A hagyományos golyóstoll is elvileg használható az űrben, de nem általában, hanem csak bizonyos esetekben.
Az alacsony adhéziójú felületeken, így például a műanyagon, az üvegen, a fényvisszaverő anyagokon, a nedves vagy olajos felületeken nem forog, és a golyóstollal fejjel lefelé állva sem lehet írni, ami pedig a súlytalanság körülményei között gyakran előforduló helyzet.
A hétköznapi tollban a tinta elég sűrű, hogy ne szivárogjon ki a tartályból, és ez elég ahhoz, hogy reagáljon a gravitációra.
Ezért van az, hogy a golyóstollal nem lehet fejjel lefelé írni. A golyóstollban a gravitáció adagolja a tintát, van egy lyuk a tintapatron tetején, hogy a levegőt beengedje, mert a használatkor a légnyomás pótolja a tintát.
Az űrtoll tartálya ezért túlnyomás alatt van.
A benne lévő golyó forog, hogy a vastag tinta cseppfolyóssá váljon lehetővé téve, hogy simán és megbízhatóan lehessen írni vele a legtöbb felületen, bármilyen irányból, de akár még a víz alatt is. Elkerülendő a tinta párolgását, pazarlását, illetve a patron hátuljából való kiszivárgást, az űrtollon nincsen lyuk.
Az űrtoll tintája a thixotropic viszkoelasztikus anyag, azaz egyszerre viszkózus és elasztikus, olyan, mint a vastag gumiragasztó.
Tartósabb, mint a sima toll, szavatossága 100 év, szemben a sima golyóstoll 2 évével.
A ceruzát és az űrtollat is tépőzárba csomagolták, és azzal rögzítették az asztronauták overalljához, illetve az űrkabin falára.
Az Apollo-1 tragédiája és az antigravitációs íróeszköz
1965-ben a NASA 34 mechanikai ceruzát rendelt a Gemini-projekthez a Houston's Tycam Engineering Manufacturing Inc. vállalattól.
Amikor azonban nyilvánosságra kerültek ennek a költségei, nagy volt a felháborodás,
ezért a NASA igyekezett valami olcsóbb megoldást találni.
1967-ben az Apolló-1 űrhajó fedélzetén rövidzárlat miatt tűz ütött ki, ami gyorsan szétterjedt, és az ott lévő gyúlékony anyagok okozta intenzív szén-monoxid-képződés miatt, az űrhajósok még azt megelőzően életüket vesztették, hogy az elharapódzó lángok mindent elemésztettek volna.
A NASA a tragédia tanulságaiból okulva el akarta kerülni, hogy gyúlékony tárgyak legyenek a fedélzeten.
A problémát a népszerű vélekedésekkel szemben végül nem a NASA és nem is a szovjet űrtechnológusok oldották meg, hanem egy privát feltaláló, Paul Fischer, méghozzá a saját pénzéből.
Cége, a Fischer Pen Company állítólag 1 millió dollárt fektetett az űrtoll kifejlesztésébe.
1965-ben Fischer szabadalmazott egy tollat, amivel lehet írni fejjel lefelé,
hidegben, melegben, víz alatt és más folyadékokban is. Ha túl nagy a meleg, akkor a normál kékről zöldre vált a tinta színe, - 50 Celsius-fokos hidegben viszont még normálisan működik.
Fischer ezt az AG-7 „Anti-Gravity” űrtollat ajánlotta a NASA-nak,
az ügynökség azonban habozott a korábbi ceruzabotrány miatt, majd intenzív tesztek után mégis úgy döntött, hogy használni fogja az 1967-ben kezdődő űrrepüléseken.
Az Apollo-program asztronautáit így már Fischer-tollakkal szerelték fel.
Fischer antigravitációs íróeszköze akkora sikert aratott, hogy az 1960-as évek végén a Szovjetunió is rendelt az űrtollakból.
Beindul az űrtollbiznisz
Fischer golyóstollában a 35 font/négyzetinch túlnyomásos nitrogén nyomja a festékkazettából a tintát a volfrám-karbid golyó felé, a toll csúcsához.
A gélszerű tintát a golyóstoll mozgása teszi folyékonnyá.
A nyomás alatti nitrogén megakadályozza, hogy a levegő keveredjen a tintával, így az nem tud elpárologni, oxidálódni.
Az Egyesült Államok hírügynöksége, az Associated Press (AP) korabeli jelentése szerint 1968 februárjától a NASA 400 tollat rendelt az Apollo-projekt Hold-programjához, és a United Press International szerint a SZU is rendelt belőle 1969-ben 100 darabot, valamint 1000 tintakazettát a Szojuz-űrmisszióhoz.
Az AP később megjegyezte, hogy
a NASA és a szovjet űrügynökség is 40%-os árengedményt kapott Fischertől,
hogy nagy mennyiségben vásárolják a tollakat. (Mindketten 2.39 dollárt fizettek tollanként, az eredeti 3.98 dollár helyett.)
A washingtoni székhelyű Smithsonian Institution repülési és űrmúzeuma szerint viszont 6 dollárt fizettek az űrtollak darabjáért a 40%-os kedvezménnyel együtt. Az asztronauták talán a változatosság kedvéért, de vittek magukkal filctollat is az Apollo-missziókra, amit az amerikai Brooklyn városbeli Duro Space Company társaságtól rendeltek.
A filctoll, ami kihúzta a csávából az Apollo-11 asztronautáit
Az űrtollakat gyártó Fischer Space Pen Company szerint
az Apollo-program asztronautái az egyik küldetés során arra is felhasználták a tollat, hogy fixáljanak egy törött kapcsolókart,
így képesek voltak nagyobb probléma nélkül visszatérni a Földre.
A filctoll pedig a Holdra szállás végrehajtásához nyújtott felbecsülhetetlen segítséget.
Buzz Aldrin, az Apollo-11 asztronautája, aki a történelem második emberként lépett a Hold felszínére, Magnificent Desolation című könyvében azt írja, hogy az 1969-es Apollo-11-küldetés során nem tudta elindítani a leszállóegységet, mivel a motort bekapcsoló árammegszakító eltörött.
Így pedig nem lettek volna képesek leszállni a Holdra.
Eleinte nem tudta, hogy mitévő legyen, de nemcsak ő és társai, hanem az irányító központ, a Houston's Mission Control sem. Egy álmatlan éjszaka után ugrott be ötlet, hogy a filctollat beilleszti oda, ahol az árammegszakítónak kéne lennie.
A kényszer szülte megoldás tökéletesen működött, végül így sikerült megvalósítani a landolást. Fischer egy csomó űrtollat kreált. A Shuttle Pen nevű tollát a NASA űrsiklói és a MIR orosz űrállomás is használta.