近地轨道空间的环境条件恶劣，其中具有高能量高氧化性的原子氧侵蚀是危害航天器寿命的最主要因素之一。为了研究原子氧与航天器表面温控涂层常用材料Kapton之间的相互作用规律及机理，本文通过地面模拟试验和数值模拟计算对此过程进行了分析研究。 运用地面模拟器对Kapton材料进行了不同原子氧通量的辐照试验。通过对原子氧辐照前后Kapton样片表面形貌观察和质量损失的测量，探讨了原子氧与Kapton作用的基本物理过程，认为原子氧对Kapton的作用是一个多次碰撞复合作用的过程。 借助于NASA在原子氧研究领域得出的长期飞行试验数据及其对原子氧与Kapton材料相互作用的物理过程提出的假设，本文将原子氧对Kapton的掏蚀过程看作粒子输运的过程，采用Monte Carlo法、使用C++语言编写程序源代码进行了数值模拟计算。计算结果与试验结果的吻合证明了计算模型的合理性与准确性。 数值模拟的结果表明，原子氧的掏蚀效应受到原子氧的通量、保护层中缺陷的宽度、保护层的厚度、飞行器飞行方向与飞行器受原子氧撞击面的夹角等各种因素的影响。