浩瀚的宇宙中存在著無數(shù)的奧秘，它無時無刻不在吸引著人類去探索、發(fā)現(xiàn)。為了揭開其神秘面紗，世界各國相繼借助于各種航天器訪問太空，并建立了可供多名宇航員長期工作和生活的空間站。廣袤無垠的宇宙是不是最理想的世外桃源呢?很遺憾，太空的真實環(huán)境非常不友好!

復雜的太空環(huán)境不但對航天器的光機電系統(tǒng)帶來了嚴峻的考驗，而且對航天器的“外衣”也提出了嚴酷的要求。有人可能認為，太空既然是高真空環(huán)境、沒有水存在，航天器應該不會像地球上那樣發(fā)生腐蝕吧。然而，事實并非如此。

浩瀚的太空及太空中飛行的航天器

太空不僅有宇宙大爆炸時留下的輻射，還有各種天體也在向外輻射電磁波，甚至許多天體還向外輻射高能粒子，形成宇宙射線。眾所周知，宇航員出倉行走都要穿著厚厚的宇航服，主要就是為了避免強輻射太空環(huán)境帶來的對人體的危害，其實，強輻射環(huán)境對航天器的傷害亦十分嚴重。

其中，短波太陽輻射會導致氧分子分解，產(chǎn)生高活性原子氧，原子氧具有極強的氧化性，可與空間飛行器的表面材料反應，尤其是當原子氧遇到聚合物材料，發(fā)生的反應更劇烈。原子氧所形成的高熱能離子流足以使航天器材料中的許多化學鍵破裂，導致材料發(fā)生性能變化，例如使衛(wèi)星、空間站等在軌航天器的保護層逐漸氧化變薄失效。即使是金屬材料，在原子氧的作用下也會發(fā)生明顯的腐蝕氧化。NASA(美國國家航空航天局)等科研機構所開展的飛行實驗、長期暴露實驗和有限期選擇性暴露實驗都進一步證實了這一點，我國的實驗室也有相關實驗數(shù)據(jù)支撐。

太陽紫外線輻射是導致材料失效的另一重要因素。紫外線雖然僅占太陽光的5%左右，但是能量卻很大。在太空中，由于缺少大氣層對紫外線的阻擋，航天器會完全暴露在極強的紫外線輻射之下。高分子聚合物制品吸收紫外線后，能引發(fā)聚合物自我氧化、降解，破壞聚合物的化學鍵，使其斷裂、交聯(lián)，進而導致高分子聚合物制品顏色等外觀發(fā)生改變和物理力學性能發(fā)生惡變、使用壽命縮短。

此外，太空中極端的溫度環(huán)境也會加速航天器材料的失效。航天器在太空中飛行，處于真空的環(huán)境下，由于沒有空氣傳熱和散熱，故其受陽光直接照射的一面可產(chǎn)生高達100℃以上的高溫，而太陽照射不到的另一面，溫度則可低于-200℃。極端溫度和大幅度冷熱交變會影響材料中的應力，尤其在高溫環(huán)境中進一步加速導致材料失效的化學反應進程，降低材料的安全服役壽命。

太空垃圾包圍下的地球

另外，大量存在的太空垃圾也嚴重影響材料的安全使用性能。太空垃圾又稱空間碎片，是圍繞地球軌道的無用人造物體，小到人造衛(wèi)星碎片、漆片、粉塵，大到整個飛船殘骸都屬于太空垃圾。全世界各國共執(zhí)行了超過4000次的發(fā)射任務，產(chǎn)生了大量的太空垃圾。太空垃圾以宇宙速度運行，極小的太空垃圾數(shù)量較多，一旦撞擊到航空器表面，能嚴重改變材料的表面性能;稍大的太空垃圾會損壞航天器表面材料，形成撞擊坑，這些撞擊會使航天器表面材料汽化為等離子體云團，加速材料的失效進程。

通過上面的介紹，我們可以看到，如果航天器在如此復雜的太空環(huán)境中長期運行，腐蝕就是無法避免的。

嫦娥三號探測器及化學鍍后的嫦娥三號用鎂質航天器部件

此外，針對不同使用條件下部件對耐腐蝕性的不同要求，金屬所科研人員研究的鎂合金自封孔型微弧氧化技術耐蝕性比傳統(tǒng)技術提高4～5倍，可同時滿足地面儲存耐腐蝕、使用時高低溫、強輻射等綜合性能要求，已在長征系列運載火箭的鎂質貫組支架上使用。這些航天器的成功發(fā)射也證明了以上防護涂層技術的安全可靠性和先進性。

微弧氧化防護后的長征火箭用鎂質貫組支架

太空中針對航天器的破壞無時無刻不在，這是沒有硝煙的戰(zhàn)場。讓我們行動起來，利用自己的聰明才智，在人類探索宇宙的過程中留下一串深深的足跡……