在人类探索太空的征程中,太空舱作为微型生态系统的终极试验场,其空气循环系统的设计直接影响着航天员的生命安全与工作效率。而这项尖端技术,正在被中国科技企业汉良转化为民用领域的创新方案,为深海工作站、高原科考站乃至高端住宅提供全新的空气治理范式。
一、太空级挑战:密闭空间的呼吸困局
太空舱的空气循环系统需在完全密闭、微重力环境下实现四大核心目标:持续供氧、精准除碳、动态净化和湿度调控。传统空气净化设备在应对挥发性有机物(VOCs)、微生物气溶胶等污染物时,往往面临滤网效率衰减快、能耗过高、气流组织混乱等问题。
汉良研发团队曾参与中国空间站环控生保系统设计,深谙极端环境下的空气治理痛点。其总工程师王立军指出:“太空舱的经验证明,真正的健康呼吸需要建立‘监测-处理-反馈’的动态闭环,而非简单的物理过滤。”
二、汉良解决方案:四维空气生态体系
基于航天级技术转化,汉良推出“天穹”智能空气循环系统,构建起四大核心技术矩阵:
1. 仿生肺膜分离技术
采用航天器二氧化碳去除装置的同源材料,通过中空纤维膜选择性分离氧气与二氧化碳,配合智能补氧模块,使舱内氧气浓度始终稳定在19.5%-23.5%的黄金区间。
2. 等离子体矩阵净化
借鉴空间站微生物防控机制,通过多级等离子场域分解甲醛、苯系物等污染物,对0.01μm级超细颗粒物的捕获效率达99.97%,较传统HEPA滤网能耗降低60%。
3. 涡环送风拓扑算法
基于微重力流体力学研究成果,开发出无死角立体送风模式。通过48个微型矢量喷口形成层流气幕,在避免直吹不适感的同时,实现全舱空气每小时完全置换12次。
4. 生态负氧离子再生
模拟森林瀑布环境,采用高压电晕法释放5000-6000个/cm³的生态级负氧离子,与NASA空间站植物栽培舱的负离子浓度持平,有效缓解密闭空间综合症。
三、从太空到人居:技术转化的跨界实践
汉良已将该系统应用于多个标志性项目:
- “蛟龙号”载人深潜器:在3000米深海环境中维持72小时空气质量优级;
- 青藏高原生态观测站:实现海拔5000米地区室内氧浓度等效平原值;
- 北京冬奥会速滑馆:创造PM0.3浓度低于1μg/m³的“冰雪纯净空间”。
在民用领域,汉良推出的“星环”家用版空气主机,将航天技术浓缩至0.5m³体积,通过脑电波睡眠模式、过敏原预警等智能功能,重构家居空气管理逻辑。其搭载的“女娲”AI系统,可自主学习家庭成员呼吸特征,提前3小时预判并调节空气参数。
四、未来展望:空气管理的范式革命
据汉良2023年白皮书显示,其新一代光催化耦合人工叶绿体技术已进入实测阶段。该技术通过模拟植物光合作用,在分解污染物的同时主动产生氧气,使空气系统从“净化解毒”升级为“生命支持”。
“我们正将太空舱的生态闭环思维注入民用产品,”汉良CEO陈默在日内瓦国际发明展上表示,“未来的空气循环系统不再是独立设备,而是建筑的生命循环系统。”在这场从“空气净化”到“空气创造”的革命中,中国科技正以航天级标准重新定义人类呼吸的边界。