本文提供一种航天热泵系统和应用于航天热泵系统的微重力气液分离器。微重力气液分离器包括多孔介质收集区以及依次连接的入口通道、中间通道和出口通道，入口通道和中间通道连接处呈折形，入口通道和多孔介质收集区位于中间通道的两侧，多孔介质收集区的一端与中间通道相通、另一端形成有出液口，与中间通道相连接的入口通道的一端朝向多孔介质收集区。该微重力气液分离器，两相流体以一定的速度自入口通道进入中间通道后，在惯性作用两相流体中的液体进入多孔介质收集区、在离心力和毛细力作用下被捕捉下来，收集在多孔介质收集区，最后自出液口排出，两相流体中的气体自出口通道排出，以此来实现在微重力条件下进行气液分离。