鐵會生銹，這是常識。因為鐵暴露在空氣中，空氣里有約21%是氧氣，氧會與鐵發(fā)生化學反應生成紅色的氧化鐵，也就是我們俗稱的鐵銹。如果空氣里有水氣，鐵會更快銹蝕；而要想讓鐵不生銹，就得想方設法不讓它接觸到氧氣——比如涂上一層防銹漆。

鐵銹很常見

有朋友問：空間站在太空飛行，這里既沒有氧氣也沒有水，如果我們把鐵塊放在空間站外邊，是不是就永遠不會生銹呢？

正確答案是：鐵還是會生銹的，并且銹得很快。

與中國空間站航天員出艙不同，國際空間站宇航員出艙時，他們還要向外推開一個艙蓋。這時候你會看到這個艙蓋邊緣有一些深色的污跡，與白色蓋布形成鮮明的對比。

美國宇航員出艙時的照片

如果我們把圖像放大，再仔細觀察這些深色污跡，就會發(fā)現(xiàn)它其實是鐵銹。

艙蓋邊緣銹跡斑斑

國際空間站聯(lián)合氣閘艙的這個艙蓋主要用來保護宇航員出艙口，避免遭到微流星和其它微小空間碎片撞擊。它沒有密封性能，只在周邊裝了幾塊磁鐵，平時磁鐵吸住出艙口的鐵圈，宇航員出艙時先打開內(nèi)部的密封艙蓋，然后將這個保護蓋向外一推就可以了。

空間站外殼大多采用鋁合金制造，鋁很輕并且抗腐蝕性比較好。由于考慮到聯(lián)合氣閘艙出艙口要用磁性蓋板，所以這個位置裝了個不銹鋼環(huán)——正是這個不銹鋼環(huán)在太空中發(fā)生了銹蝕，并且被艙蓋記錄了下來。

你可能會問，太空中不是真空嗎？沒有空氣，為什么連不銹鋼都還會生銹？

國際空間站在大氣層上方飛行

國際空間站和中國天宮空間站都在距離地面約400公里高度的太空飛行，許多時候我們稱這里為太空，認為太空就是真空，是沒有空氣的地方。實際上，在空間站周圍依然存在著不少空氣。

學過地理的朋友應該還記得地球大氣是分層的：從地面到12公里高度是對流層，再往上是平流層、中間層、熱層，最外邊是外逸層。熱層的高度在80公里到約700公里范圍，空間站和大多數(shù)衛(wèi)星都處在這個高度范圍內(nèi)。

國際空間站軌道距地面400公里

盡管我們把距離地面100公里高度的地方稱為“大氣層邊界”（卡門線），出了這個邊界就進入了太空，實際上這個“太空”里也有空氣，并且有不少空氣。

正常情況下，國際空間站在軌道上運行，每個月要往下“掉”2公里，這是因為空間站每時每刻都受到空氣阻力影響。為了保持住軌道高度，國際空間站需要不時開啟發(fā)動機進行“升軌”，為此每年要消耗7.5噸燃料，花費2.1億美元（約15億人民幣）！

歐洲航天局經(jīng)過計算，認為在距離地面400公里的空間，每立方厘米約有3.8 × 10^(-12)千克空氣，這大約相當于一個小手指頭的空間里有數(shù)百萬個原子，其中約90%是氧原子。

國際空間站

古人常說“高處不勝寒”，但在400公里高空的大氣層卻被科學家稱為“熱層”，這是為什么呢？

地球的大氣層阻擋了絕大多數(shù)有害的太陽輻射和高能宇宙射線，但在80公里以上的大氣層，由于空氣稀薄，強烈的紫外線輻射會把空氣粒子加熱到2500°C，并將分子光解成原子。

在空間站的周圍，每立方厘米的氧原子超過百萬個，并且由于空間站以每秒7.6公里的速度飛行，所以氧原子也以同樣的速度撞擊空間站表面。

與普通氧氣不同，原子氧更活潑，它會氧化所碰到的金屬，包括裸露的不銹鋼。

原子氧從縫隙鉆入使鐵氧化

太空中的原子氧與航天器材料發(fā)生氧化反應被稱為“空間腐蝕”，早期的航天器深受空間腐蝕的困擾，高精密軸承經(jīng)常被卡住。后來科學家在活動部件表面鍍上一層薄薄的金，并且加以潤滑，金不會被氧化，從而使下面的鐵受到保護。

鋁也容易被氧化，但鋁氧化后會在表面形成堅硬的氧化鋁膜，因此問題并不是很嚴重。我們很少在航天器表面看到塑料，一個重要原因是它對原子氧和電離輻射很敏感，需要特殊的涂料加以保護，所以盡管塑料重量輕價格便宜，但一般不用它。

總結：

空間站外表面很少使用鐵構件，因為鋼鐵在太空容易生銹。受太陽輻射影響，地球外層大氣里有大量原子氧，原子氧生性活潑，很容易腐蝕金屬，因此航天器表面防腐蝕是一項重要的工作。