在人类探索宇宙的征程中,如何保障太空居住环境的卫生安全,始终是科学家们关注的重点。近日,一个由阿拉巴马大学亨茨维尔分校Gabe Xu教授领衔的科研团队,与美国国家航空航天局微生物学家Chelsi Cassilly合作,成功研发出一种无需用水的太空清洁技术,为未来月球和火星基地的卫生维护提供了创新方案。
当前,国际空间站的乘员主要依赖干式吸尘器和化学湿巾清洁衣物,但这些方法效果有限。由于长期任务中物资补给受限,宇航员不得不重复穿着同一件衣物,直至其无法继续使用。太空环境中的水资源极为珍贵,传统水洗方式难以实现。因此,开发一种高效、节水的清洁技术成为当务之急。
研究团队展示的冷等离子体技术,通过高压电将氦气、空气和水蒸气的混合气体电离,产生铅笔粗细的射流。当等离子体接触织物时,会释放臭氧等活性氧物质,这些物质能深入纤维内部,通过氧化应激破坏微生物结构。与热等离子体或电弧焊接不同,冷等离子体在室温下运行,不会对织物或人体皮肤造成损害。
实验室测试中,研究人员将该装置对准含有山羊葡萄球菌(一种曾在国际空间站发现的皮肤细菌)的棉布样本。结果显示,细菌芽孢菌落数从每毫升约25万个降至约6万个,杀菌效果显著优于现有方法。Xu教授指出:“虽然某些微生物能抵抗紫外线,但氧化应激对它们是致命的——就像毒药一样。”
目前,原型机每次仅能清洁铅笔宽度的区域。团队计划开发放大版设备,包括一个类似洗衣机的等离子体处理舱,以及结合真空吸尘功能的表面消毒系统。这些工具不仅可用于衣物清洁,还能对宇航服、工具和栖息地内的软性陈设进行全面消毒。
随着人类向深空拓展,微生物控制对乘员健康至关重要。狭小封闭环境中,细菌和疾病极易传播,而传统吸尘仅能去除灰尘,无法有效消除生物污染物。新技术的出现,为解决这一问题提供了关键工具。
尽管该技术前景广阔,但仍需进一步验证其对更多种类微生物的杀灭效果,以及长期使用对织物耐久性的影响。若测试成功,基于等离子体的清洁方式将大幅减少太空任务中的资源消耗和污染风险,为人类在地球外的长期驻留奠定基础。











