在低地轨道（LEO）环境中，原子氧（AO）是最活泼的组分，高分子材料会受到AO侵蚀导致性能退化，从而严重影响航天器的工作寿命。本文从材料分析角度出发，系统研究了原子氧对聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和硅橡胶的侵蚀过程，阐述了其作用机理。在此基础上，为了有效减缓原子氧对高分子材料的侵蚀作用，尝试采用溶剂热法和等离子体聚合法分别在PMMA和硅橡胶表面制备了SiO^x防护薄膜，对制备条件和防护效果进行了研究。主要研究成果如下：（1）原子氧对PMMA的侵蚀效应分析：研究了原子氧辐照前后PMMA的质量损失、表面形貌、结构及透光率的变化。结果表明：经过最大累积剂量为3.3×10²⁰atoms/cm²的原子氧环境模拟试验后，PMMA受到较严重的侵蚀，质量损失和侵蚀率较大，表面形貌发生明显的变化，透光率显著降低。（2）原子氧对硅橡胶的侵蚀效应分析：研究了原子氧辐照前后三种不同硅橡胶材料的表面形貌、结构和透光率的变化以及真空质损情况。结果表明：原子氧与硅橡胶材料相互作用，会导致硅橡胶材料平面样品的光学透射率下降，表面出现不规则裂纹，产生氧化剥落现象。（3）采用溶剂热法在PMMA表面制备无机SiO^x防护薄膜：研究了溶剂热过程中薄膜和PMMA基体间的界面效应。对薄膜在原子氧辐照前后表面形貌、结构和透光率的变化进行了研究，结果表明：溶剂热过程能有效提高SiO^x薄膜与PMMA基体间的界面粘附力。镀膜后的PMMA试样透光率在可见光范围内有了普遍提高。原子氧的辐照将薄膜中原有的有机硅物质进一步氧化，无机组分增高，薄膜变得更加致密，有效减缓了薄膜开裂和剥落现象的发生，且透光率有了很大的改善。（4）采用梯度沉积等离子体聚合方法制备SiO^x防护薄膜：利用有机层逐渐过渡到无机层的梯度沉积方法在硅橡胶表面制备了SiO^x薄膜。对原子氧辐照前后薄膜的表面形貌和透光率进行了研究，结果表明：通过梯度沉积方法能有效改善薄膜和基体间的界面粘附力，所制备的SiO^x薄膜表面平整均匀，透光率和抗原子氧侵蚀能力得到了改善，具有一定的空间防护能力。