浩瀚的宇宙中蕴藏着无数的奥秘，它无时无刻不在吸引着人类去探索、发现。为了揭开其神秘的面纱，世界各国相继借助各种航天器访问太空，并建立了可供多名宇航员长期工作和生活的空间站。广袤无垠的宇宙是不是最理想的世外桃源呢？很遗憾，太空的真实环境非常不友好！
复杂的太空环境不但给航天器的供电系统带来了严峻的考验，而且对航天器的“外衣”也提出了严苛的要求。有人认为，太空既然是高真空环境，没有水存在，航天器应该不会像地球上那样发生腐蚀吧？然而，事实并非如此。

不容忽视的太空腐蚀
 

让我们先来看两个例子。
 

和平号空间站是苏联建的一个轨道空间站（苏联解体后归了俄罗斯），它是人类首个可长期居住的空间研究中心，在长达15年的在轨时间里，和平号共发生近2000处故障，70%的外体遭到腐蚀，俄罗斯政府无力承担巨额的维修费用，在2001年3月20日不得不将其坠毁。
 

还有著名的美国哥伦比亚号航天飞机的例子，美国哥伦比亚号和空间运输系统-107机组人员于2003年2月1日折返途中丢失，尽管哥伦比亚号事故调查部（CAIB）排除了是航天器腐蚀造成事故的可能，但却提出了采取长期腐蚀检测措施的议案。可见，航天领域的腐蚀不容忽视。
 

人类探索太空的脚步越来越快，越来越多地涉足太阳系的其他星球，在这些星球上，航天器是否也会发生腐蚀呢？据介绍，科学家在火星大气上部被称为中间层的区域探测到了原子氧，另外，还发现金星表面温度高达400多摄氏度，其云层由有毒的腐蚀性较强的硫化物组成等。由此可见，太阳系其他星球的环境对航天器也是不友好的，这些因素都会加速航天器材料的腐蚀。
 

太空防腐：
 

为航天器穿上保护衣
 

通过上面的介绍，我们可以看到，如果航天器在如此复杂的太空环境中长期运行，腐蚀是无法避免的。
 

为了确保航天器的安全运行，世界各国材料方面的科学家对减少航天器材料腐蚀这一课题进行了积极的研究和探索。
 

研究表明，控制航天器在太空中发生腐蚀的主要方法包括：选择和发展耐热、耐极低温、耐热震、抗疲劳、抗腐蚀的高性能材料；采用涂层和涂料技术。对于航天器外部腐蚀控制，最重要的技术是防护涂层，如电镀、化学镀、真空离子镀、阳极氧化、化学气相沉积、涂料等。通过表面处理技术形成新的表面，可有效提高结构的耐高温、隔热、抗腐蚀、抗氧化等性能。
 

我国的众多航天器，如神舟、天宫、嫦娥等也都需要解决腐蚀防护问题，包括地面存放时不发生腐蚀，太空使用环境中要能抵抗太空原子氧腐蚀，同时要满足电磁屏蔽、冷热循环等综合性能要求。为了实现减重，航天器使用大量轻合金，其中镁合金是减重常用的材料，但其腐蚀问题成为关键技术难题。
 

中国科学院金属研究所在这方面做了很多工作，科研团队自主研发的镁合金化学镀技术满足了若干航天器的使用要求，下图是在嫦娥三号上使用的采用化学镀技术处理后的镁质航天器部件。
 

此外，针对不同使用条件下部件对耐腐蚀性的不同要求，金属研究所的科研人员研究的镁合金自封孔型微弧氧化技术耐蚀性比传统技术提高了4～5倍，可同时满足地面储存耐腐蚀及使用时高低温、强辐射等综合性能要求，已在长征系列运载火箭的镁质贯组支架上使用。这些航天器的成功发射也证明了以上防护涂层技术的安全可靠性和先进性。
 

太空中针对航天器的破坏无时无刻不在，这是一个没有硝烟的战场。让我们行动起来，利用自己的聪明才智，在人类探索宇宙的过程中留下一串深深的足迹……
 

作者：宋影伟（中国科学院金属研究所）、韩恩厚（中国科学院金属研究所/中国科学院沈阳分院）