国际空间站生锈了!太空没空气,铁锈怎么产生的?
众所周知,铁会锈蚀。由于铁接触到大气中,大约21%的氧是含氧的,因此,氧与铁产生了一种叫做“铁锈”的红色氧化铁。若有水分,则铁会加速生锈;要使铁器不生锈,就要千方百计地防止其与氧发生反应,例如用一种防腐涂料。
有人问道:“太空站在宇宙中,没有空气和水源,空间站为什么会生锈呢?”
我们大都以为,在地球大气之外的太空是一片没有大气的真空地带。事实上,太空港附近还有很多的空气。
地球的大气层是有层次的:从地表到12千米处有流层,然后是平流层,中层,热层,最外层是外层。外层区域位于80至700千米的高空,而太空站和大部分的人造卫星都位于该区域。
在海拔400多千米的地方,人们把它叫做“热层”,根据欧洲太空总署的估算,在地球400公里外的热层,约有3.8X10^(-12)公斤的大气,也就是说,在一个手指大小的太空中,有几百万个原子,而这些分子中90%都是氧气。
这里的氧原子和其他地方相比有着些许的区别,被称之为原子氧,而原子氧是更加活泼的类型,被原子氧所触碰到的金属就会更快的生锈,就算是不锈钢也会更快的生锈。
和一般的氧不一样,原子氧更活跃,会把接触到的金属,如暴露的不锈钢都会被氧化。国际空间站生锈是因为金属圈会触碰到大气层中的热层。
通常来说,由于太空站无时无刻不在承受着大气的阻力,所以它每月要向下“落”2千米。为了维持在轨道上的稳定,国际太空站必须时不时地启动引擎来“升轨”,一年要耗费七点五吨的燃油,两亿一千万美金!
国际空间站太空舱的大部分都是铝合金的,因为它的重量很小,而且耐腐蚀能力也很强。因为要把密封舱的出口用一个磁铁封住,因此在那里安装了一个不锈钢圈,而在密封舱的盖子上,这种金属圈就是在宇宙中腐蚀的。
宇宙中的氧气与宇宙飞船的物质发生了氧化作用,这就是所谓的“空间腐蚀”。后来,科学家们把一种很薄的黄金涂在可移动的零件上,再加上润滑油,这样黄金就不会被腐蚀了,所以它的底部就有了保障。
铝质本身也是极易氧化的,但是由于其氧化后会在其表层上生成一层坚固的氧化铝层,所以问题不大。我们很难见到飞船的表层有塑胶,因为塑胶对原子的氧气和离子射线非常敏感,而且必须要有特别的涂层来防护。
由于受到阳光照射,大气层中存在着大量的原子氧气,这些氧气分子具有极强的活性,极易对其进行腐蚀性,所以对飞船进行防腐处理非常必要。
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