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宇宙腐食とは、宇宙空間で発生する物質の腐食のことです。水分や酸素が主な腐食原因となる代わりに、宇宙空間にさらされた物質は、真空、紫外線やX線による照射、太陽高エネルギー粒子（主に太陽風からの電子と陽子）、電磁放射線にさらされます。[ 1 ]大気の上層部（90～800 km）では、大気中の原子、イオン、フリーラジカル、特に原子状酸素が重要な役割を果たします。原子状酸素の濃度は高度と太陽活動に依存し、紫外線のバーストが分子状酸素の光解離を引き起こします。[ 2 ] 160～560 km の高度では、大気の約 90% が原子状酸素で構成されています。[ 3 ]
宇宙空間における腐食は、可動部品を持つ宇宙船に最も大きな影響を与える。初期の人工衛星は、ベアリングの固着という問題を抱えがちだった。現在では、ベアリングは薄い金の層でコーティングされている。
宇宙空間では、さまざまな材料が腐食に対して異なる耐性を示します。電池や冷却ループ内の電解質は、ガルバニック腐食、一般的な腐食、および応力腐食を引き起こす可能性があります。[ 1 ]アルミニウムは原子状酸素によってゆっくりと侵食されますが、金とプラチナは腐食に対する耐性が非常に高いです。そのため、宇宙船を過酷な環境から保護するために、金メッキ箔や露出面に金の薄い層が使用されます。表面に堆積した二酸化ケイ素の薄い層も、原子状酸素の影響から金属を保護することができます。たとえば、スターシャイン3衛星のアルミニウム製前面ミラーは、このように保護されていました。ただし、保護層は微小隕石による侵食を受けます。
銀は酸化銀の層を形成しますが、これは剥がれやすく、保護機能はありません。太陽電池の銀配線のこのような緩やかな侵食が、軌道上で観測されたいくつかの故障の原因であることが判明しました。[ 4 ]
多くのプラスチックは原子状酸素や電離放射線に対して非常に敏感です。原子状酸素耐性コーティングは、特にプラスチックの一般的な保護方法です。シリコーンベースの塗料やコーティングは、放射線や原子状酸素に対する優れた耐性があるため、頻繁に使用されています。[ 5 ]しかし、シリコーンの耐久性は、原子状酸素にさらされた表面が脆くひび割れやすいシリカに変化するため、ある程度制限されています。
宇宙空間における腐食現象は、現在活発に研究されている。その取り組みの一つとして、宇宙船周辺の原子状酸素量を測定できる酸化亜鉛をベースとしたセンサーの開発が進められている。このセンサーは、酸化亜鉛が酸素を吸収するにつれて電気伝導率が低下するという原理に基づいている。
低軌道機器上の揮発性シリコーンのガス放出により、宇宙船の周囲に汚染物質の雲が発生します。原子状酸素の衝突と相まって、炭素を含む二酸化ケイ素の薄い層が徐々に堆積する可能性があります。これらの透明度の低さは、光学システムや太陽電池パネルの場合に問題となります。ミール宇宙ステーションの太陽電池パネルでは、10年間の使用後に数マイクロメートルにも及ぶ堆積物が観察されました。 [ 6 ]
宇宙空間にさらされる構造物にとって、その他の問題の原因としては、高速原子や微小隕石によるスパッタリングによる材料の侵食と再堆積が挙げられる。腐食性ではないものの、もう一つの大きな懸念事項は、周期的な加熱と冷却、およびそれに伴う熱膨張による機械的応力によって引き起こされる材料疲労である。