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为什么太空中既没有水也没有空气,航天器还会生锈?

2020/6/25 1:03:31 来源:技皆知 浏览:

引言:为了解决地球上金属腐蚀严重的问题,人类想尽了各种各样的办法,例如给金属外层涂漆、在金属中加入其它元素以提高它的抗腐蚀性等等。然而即使人类再怎么绞尽脑汁,航天器在太空中还是会发生腐蚀现象,这是为什么呢?

在日常生活中我们已经对腐蚀现象见怪不怪了,这是再自然不过的现象了。从本质来讲,腐蚀实际上是化学反应,其中最典型的腐蚀反应就是氧化反应。任何食物暴露在空气中久了就会发生发霉的现象,任何金属在长时间暴露在空气中也会发生生锈的现象,这些都是氧化反应的宏观表现。金属的腐蚀现象可以说是人类最为头疼的一个问题,每年因为金属腐蚀问题人类就要损失很多财产。

但这都逐渐成为了过去式了,随着现代材料学的发展,许多金属已经不再那么容易被腐蚀了,因为它们在生产的过程中还加入了其他物质,例如碳、铝等物质构成合金,这样既提高了金属的耐腐蚀性,还改善了其他方面的性能。但是对于航天器来说,即使建造的材料多么先进,它们在外太空也会被腐蚀,这是怎么回事呢?

按道理说,外太空既没有氧气也没有水分,为什么金属也会发生腐蚀现象呢?对此科学家提出了以下三种腐蚀航天器的可能性。首先是辐射,虽然外太空不存在氧气和水,但是外太空的辐射比地球要强得多,而且辐射多种多样,对金属造成的损伤也不尽相同。我们都知道,如果人类直接暴露在强辐射的环境下,身体内很多组织和器官就会逐渐出现病变。人类之所以能够在地球上安然生存,是因为大气层帮我们挡住了大部分的宇宙辐射。

但是航天器是直接暴露在这些辐射中的,辐射直接让航天器上的金属发生反应,从而逐渐被腐蚀。其次是氧气的作用,很多人对此产生疑问,太空中不是没有氧气吗?为什么还会腐蚀航天器呢?其实氧气的作用在航天器发射的时候就已经体现了,在地面上的航天器发射之后外表携带了许多氧原子,等到它要穿越大气层的时候,外界的高温使得氧原子和金属的表面发生氧化反应,直接导致航天器的外壳被腐蚀。

最后就是宇宙的温度。据了解,目前太空中普遍的温度已经低于零下270摄氏度,而且这种温度只会持续下降,究其原因可能是因为宇宙在不断地膨胀,导致能量都对外扩散了。虽然说在如此低温的环境中航天器的金属构造不会发生氧化反应,但是极端温度会直接影响金属的应变力,加快航天材料的老化,有时候甚至直接就脱落了。

由此看来,即使是在太空环境中,金属也会发生腐蚀现象,只不过造成腐蚀的原因不同罢了。这也可以解释为什么现在地球周围存在如此多的太空垃圾,它们要么就是已经报废的天文设备残留下来的,要么就是航天器发生腐蚀之后残留的。目前太空垃圾问题比较严峻,地球已经被密密实实的垃圾给包围起来,如不采取清扫行动,对人类未来的航天行动有很大的负面影响。

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看看网友怎么说

未设置昵称:电化腐蚀造成吧。

华沙_:我认为你解释得不是很到位,太空中的金属钝化可能是宇宙尘埃和太阳发射的粒子所致的,当然太空中忽冷忽热的外部环境也会让金属的晶体结构发生一些变化,就普通塑料老化一样变脆变得没有光泽。

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