La corrosión en el espacio es la corrosión de los materiales que se produce en el espacio exterior . En lugar de que la humedad y el oxígeno actúen como causas principales de la corrosión, los materiales expuestos al espacio exterior están sujetos al vacío , al bombardeo de rayos ultravioleta y X , a partículas energéticas solares (principalmente electrones y protones del viento solar ) y a la radiación electromagnética. [1] En las capas superiores de la atmósfera (entre 90 y 800 km), los átomos atmosféricos, los iones y los radicales libres , sobre todo el oxígeno atómico , desempeñan un papel importante. La concentración de oxígeno atómico depende de la altitud y de la actividad solar , ya que las ráfagas de radiación ultravioleta provocan la fotodisociación del oxígeno molecular. [2] Entre 160 y 560 km, la atmósfera se compone aproximadamente de un 90 % de oxígeno atómico. [3]
La corrosión en el espacio tiene el mayor impacto en las naves espaciales con partes móviles. Los primeros satélites tendían a desarrollar problemas con cojinetes atascados. Ahora, los cojinetes están recubiertos con una fina capa de oro .
Los distintos materiales resisten la corrosión en el espacio de forma diferente. Los electrolitos de las baterías o de los circuitos de refrigeración pueden provocar corrosión galvánica, corrosión general y corrosión bajo tensión. [1] El aluminio se erosiona lentamente por el oxígeno atómico, mientras que el oro y el platino son muy resistentes a la corrosión. Por ello, se utilizan láminas recubiertas de oro y capas finas de oro sobre las superficies expuestas para proteger la nave espacial del duro entorno. Las capas finas de dióxido de silicio depositadas sobre las superficies también pueden proteger a los metales de los efectos del oxígeno atómico; por ejemplo, los espejos frontales de aluminio del satélite Starshine 3 estaban protegidos de esa forma. Sin embargo, las capas protectoras están sujetas a la erosión por micrometeoritos .
La plata forma una capa de óxido de plata, que tiende a desprenderse y no tiene ninguna función protectora; se descubrió que esta erosión gradual de las interconexiones de plata de las células solares era la causa de algunas fallas en órbita observadas. [4]
Muchos plásticos son considerablemente sensibles al oxígeno atómico y a la radiación ionizante. Los recubrimientos resistentes al oxígeno atómico son un método de protección común, especialmente para los plásticos. Las pinturas y recubrimientos a base de silicona se emplean con frecuencia, debido a su excelente resistencia a la radiación y al oxígeno atómico. [5] Sin embargo, la durabilidad de la silicona es algo limitada, ya que la superficie expuesta al oxígeno atómico se convierte en sílice , que es frágil y tiende a agrietarse.
El proceso de corrosión espacial se está investigando activamente. Uno de los esfuerzos apunta al diseño de un sensor basado en óxido de zinc , capaz de medir la cantidad de oxígeno atómico en las proximidades de la nave espacial; el sensor se basa en la disminución de la conductividad eléctrica del óxido de zinc a medida que absorbe más oxígeno. [ cita requerida ]
La liberación de gases de silicio volátil en los dispositivos de órbita baja terrestre provoca la formación de una nube de contaminantes alrededor de la nave espacial. Esto, junto con el bombardeo de oxígeno atómico, puede provocar la deposición gradual de capas delgadas de dióxido de silicio que contienen carbono. Su escasa transparencia es un problema en el caso de los sistemas ópticos y los paneles solares . Se observaron depósitos de hasta varios micrómetros después de 10 años de servicio en los paneles solares de la estación espacial Mir . [6]
Otras fuentes de problemas para las estructuras expuestas al espacio exterior son la erosión y la redeposición de los materiales por pulverización catódica provocada por átomos rápidos y micrometeoroides . Otro problema importante, aunque no de tipo corrosivo, es la fatiga del material causada por el calentamiento y enfriamiento cíclicos y las tensiones mecánicas asociadas a la expansión térmica.