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铁会生锈 ， 这是常识 。 因为铁暴露在空气中 ， 空气里有约21%是氧气 ， 氧会与铁发生化学反应生成红色的氧化铁 ， 也就是我们俗称的铁锈 。 如果空气里有水气 ， 铁会更快锈蚀；而要想让铁不生锈 ， 就得想方设法不让它接触到氧气——比如涂上一层防锈漆 。
铁锈很常见
有朋友问：空间站在太空飞行 ， 这里既没有氧气也没有水 ， 如果我们把铁块放在空间站外边 ， 是不是就永远不会生锈呢？
正确答案是：铁还是会生锈的 ， 并且锈得很快 。
与中国空间站航天员出舱不同 ， 国际空间站宇航员出舱时 ， 他们还要向外推开一个舱盖 。 这时候你会看到这个舱盖边缘有一些深色的污迹 ， 与白色盖布形成鲜明的对比 。
美国宇航员出舱时的照片
如果我们把图像放大 ， 再仔细观察这些深色污迹 ， 就会发现它其实是铁锈 。
舱盖边缘锈迹斑斑
国际空间站联合气闸舱的这个舱盖主要用来保护宇航员出舱口 ， 避免遭到微流星和其它微小空间碎片撞击 。 它没有密封性能 ， 只在周边装了几块磁铁 ， 平时磁铁吸住出舱口的铁圈 ， 宇航员出舱时先打开内部的密封舱盖 ， 然后将这个保护盖向外一推就可以了 。
空间站外壳大多采用铝合金制造 ， 铝很轻并且抗腐蚀性比较好 。 由于考虑到联合气闸舱出舱口要用磁性盖板 ， 所以这个位置装了个不锈钢环——正是这个不锈钢环在太空中发生了锈蚀 ， 并且被舱盖记录了下来 。
你可能会问 ， 太空中不是真空吗？没有空气 ， 为什么连不锈钢都还会生锈？
国际空间站在大气层上方飞行
国际空间站和中国天宫空间站都在距离地面约400公里高度的太空飞行 ， 许多时候我们称这里为太空 ， 认为太空就是真空 ， 是没有空气的地方 。 实际上 ， 在空间站周围依然存在着不少空气 。
学过地理的朋友应该还记得地球大气是分层的：从地面到12公里高度是对流层 ， 再往上是平流层、中间层、热层 ， 最外边是外逸层 。 热层的高度在80公里到约700公里范围 ， 空间站和大多数卫星都处在这个高度范围内 。
国际空间站轨道距地面400公里
尽管我们把距离地面100公里高度的地方称为“大气层边界”（卡门线） ， 出了这个边界就进入了太空 ， 实际上这个“太空”里也有空气 ， 并且有不少空气 。
正常情况下 ， 国际空间站在轨道上运行 ， 每个月要往下“掉”2公里 ， 这是因为空间站每时每刻都受到空气阻力影响 。 为了保持住轨道高度 ， 国际空间站需要不时开启发动机进行“升轨” ， 为此每年要消耗7.5吨燃料 ， 花费2.1亿美元（约15亿人民币）！
欧洲航天局经过计算 ， 认为在距离地面400公里的空间 ， 每立方厘米约有3.8×10^(-12)千克空气 ， 这大约相当于一个小手指头的空间里有数百万个原子 ， 其中约90%是氧原子 。
国际空间站
古人常说“高处不胜寒” ， 但在400公里高空的大气层却被科学家称为“热层” ， 这是为什么呢？
地球的大气层阻挡了绝大多数有害的太阳辐射和高能宇宙射线 ， 但在80公里以上的大气层 ， 由于空气稀薄 ， 强烈的紫外线辐射会把空气粒子加热到2500°C ， 并将分子光解成原子 。
在空间站的周围 ， 每立方厘米的氧原子超过百万个 ， 并且由于空间站以每秒7.6公里的速度飞行 ， 所以氧原子也以同样的速度撞击空间站表面 。
与普通氧气不同 ， 原子氧更活泼 ， 它会氧化所碰到的金属 ， 包括裸露的不锈钢 。
原子氧从缝隙钻入使铁氧化
太空中的原子氧与航天器材料发生氧化反应被称为“空间腐蚀” ， 早期的航天器深受空间腐蚀的困扰 ， 高精密轴承经常被卡住 。 后来科学家在活动部件表面镀上一层薄薄的金 ， 并且加以润滑 ， 金不会被氧化 ， 从而使下面的铁受到保护 。
铝也容易被氧化 ， 但铝氧化后会在表面形成坚硬的氧化铝膜 ， 因此问题并不是很严重 。 我们很少在航天器表面看到塑料 ， 一个重要原因是它对原子氧和电离辐射很敏感 ， 需要特殊的涂料加以保护 ， 所以尽管塑料重量轻价格便宜 ， 但一般不用它 。
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