沒有水和空氣,太空中的太空飛行器也會生鏽?人類還漏了這些潛在因素

2020-12-21 奇點使者

有觀點認為,氧氣是世界上分布最廣的活性反應物質,無論是金屬物質還是非金屬物質,只要在空氣中暴露足夠長的時間就會逐漸發生質變。金屬腐蝕的本質就是金屬與空氣中的氧氣發生氧化反應,從而生成該金屬的相關氧化物,我們常見的銅鏽、鐵鏽就是金屬氧化物。在人類材料學還未發展到足夠高的水平之前,全球每年因為金屬腐蝕的問題會損失大量的金屬,從而造成大量的生命財產損失,因此如何讓金屬防腐蝕一直是科學家研究的課題。

後來有人發現只要在金屬單質中摻雜一定量的碳單質或者其他金屬元素,往往能夠形成一種新物質,這種物質不僅在抗腐蝕性能上有很大的提升,在硬度、舒展性等方面都有良好的提升。隨著人類材料學的日益發展,如今出現了更多預防金屬腐蝕的方法,然而這些似乎都還無法阻擋太空飛行器上的金屬腐蝕情況。看到這可能有很多朋友會有疑問,太空中不是沒有水分和氧氣嗎,為什麼太空飛行器中的金屬還會發生氧化反應呢?

航天專家表示,從多個國家事後對返回艙的檢測情況發現,太空飛行器確實存在著金屬腐蝕的情況。造成這種現象發生的原因也並非是由氧氣和水引起的氧化反應,而另有原因。第一種可能的原因是太空裡的輻射造成太空飛行器的金屬腐蝕。雖然太空裡沒有氧氣和水分,但那裡遍布了各種各樣的輻射。如果是生命體直接暴露在外太空的環境中,那麼強勁的輻射很快就會穿透生命體內的各種器官部位,造成不可逆轉的損傷,甚至會導致基因突變。

儘管金屬是無機物質,但是輻射依然能夠對其造成影響,這表現在物理反應和化學反應上。在物理反應上,高強度的宇宙射線能夠造成金屬原子內部結構的破壞或者變化,從而讓該金屬變成另外一種金屬。在化學反應上,宇宙射線可以為金屬反應提供條件,因此在輻射的幫助下太空飛行器金屬還是會發生腐蝕。第二種原因則是氧氣。太空中確實不存在氧氣,就算存在那也是極其極其微量的,根本不會造成任何反應,但是太空飛行器從地面上出來會攜帶一定量的氧原子。

研究表明,當太空飛行器發射後在大氣中穿梭,太空飛行器外殼會攜帶大量的氧原子。這些氧原子在太空飛行器穿過大氣層的時候,因為太空飛行器外殼發生嚴重的摩擦生熱,導致氧原子和金屬發生強烈的氧化反應,從而導致金屬外殼腐蝕。由此看來太空飛行器的腐蝕還不一定全都在太空中進行的,有一部分在離開地球或者返回地球的過程中就發生了。

除此之外,宇宙的溫度也對太空飛行器的金屬材料造成很大的影響。根據研究發現,宇宙中的溫度普遍在零下270攝氏度左右,在這樣的溫度下雖然金屬不一定會發生氧化反應,但是極端溫度會導致金屬應變力發生劇變,從而導致金屬材料加速老化。

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  • 太空中明明沒有水和空氣,太空飛行器為什麼還會生鏽?
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