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。

总结：

空间站外表面很少使用铁构件，因为钢铁在太空容易生锈。受太阳辐射影响，地球外层大气里有大量原子氧，原子氧生性活泼，很容易腐蚀金属，因此航天器表面防腐蚀是一项重要的工作。