<p class="ql-block"><b>作者： </b>劉力憲 殷 蓉</p> <p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 2020年09月20日，第十七屆中國科學家論壇在北京隆重舉行，全國政協(xié)副主席白立忱、劉曉峰，科技部副部長劉燕華，中國科協(xié)副主席齊讓，以及國際歐亞科學院、中國科學院、工程院張景安、朱高峰、陳佳洱、杜祥琬、段瑞春、樊代明、尹偉倫（原北大校長）、韓布興、劉大響、王耀南、吳豐昌、李永舫等十多位三院院士出席。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block" style="text-align: justify;"> 知名學者、三錢科技首席科學家錢前攜長子錢權，次子錢隆共同研發(fā)的"太空（宇航）便便服”系列榮獲“中國科技創(chuàng)新發(fā)明成果”獎，并應邀參加第十七屆中國科學家論壇。因錢隆上學、錢權剛參加工作，均不能親臨大會現(xiàn)場，錢前作為代表參加頒獎典禮，并光榮登上領獎臺。</p><p class="ql-block"><br></p> <p style="text-align: justify;"> 中國科學家論壇主席陳貴（前主席周光召院士）還給予了高度評價：太空（宇航）便便服的發(fā)明，填補了世界航天如廁體系中的一項空白，尤其解決了太空艙外如廁的難題。同時，還將廣泛應用于民用、醫(yī)用和軍用。</p><p><br></p> <p>錢前參加院士論壇發(fā)言，并接受CCTV、中國新聞網等媒體的專訪。</p> <p><b>父子仨：</b></p><p><b> 父親錢前、長子錢權、次子錢隆。</b></p><p> 這父子仨經常在一起討論宇航員在太空上怎么上廁所。根據(jù)現(xiàn)有資料顯示，宇航員只能在空間站太空艙中上廁所，太空廁所造價1900萬美元至4000萬美元，非常昂貴不說，太空艙本來就很狹小，還要擠出一定的空間，上一次廁所非常的困難。離開了太空艙，要是宇航員到月球上做科考，就根本上不了廁所，會憋死去。</p> <p> 幾年前，這父子仨半真半假的有了想改進和解決這一科學難題的朦朦之意，畢竟在航天器上加一粒小螺釘，都是一件了不得的事。</p><p> 2019年暑假，12歲的錢隆小學畢業(yè)參加了北京夏令營，參觀了國家科技館，對航天航空、宇宙飛船產生了濃厚的興趣?；丶液笳炫菰谔剿饔钪鎶W秘的書籍之中，查百度，看抖音，經常提出一些七奇八怪的各種想法。有時候與爸爸、哥哥為某個細節(jié)爭得面紅耳赤。</p><p> 冷靜下來后父子仨又坐到一起反復琢磨、推敲，用最簡單的土辦法，研發(fā)太空便便服，又叫宇航便便服，有望解決這一尷尬的“科學”難題，大大降低太空如廁費用成本，使太空如廁變得更加輕松、干凈、衛(wèi)生，方便。</p> <p>宇航員在太空上怎么上廁所？ </p><p> 起初，宇航員上天，呆的時間并不長。上天前先要清胃排便，再穿上紙尿褲。進入太空，上天入地不比乘飛機，長則幾個小時就到了，內急了飛機上也有廁所。</p><p> 后來，宇航員在太空中一呆少則十天八天，多則幾個月，紙尿褲根本解決不了問題，還要收納儲存，并不能向太空中隨意拋撒，需帶回地球處理，沒有廁所可不行。</p><p> 下圖為太空廁所，先了解一下。</p> <p>? 在太空艙里上廁所是門“技術活”，幸好太空艙通過加壓模擬地球環(huán)境，宇航員可以脫掉宇航服。但在失重狀態(tài)下大小便便，是非常麻煩、復雜的。尤其是較長期軌道飛行時，環(huán)境控制與生命保障體系要設計出一套復雜的能除臭、供水、易于消毒的收集系統(tǒng)。</p><p> 其中，抽水馬桶最為復雜，如果設計不好，大小便便因微重力會從馬桶中飄出來，在座艙內到處飛舞，就像“天女散花”，尿尿和粑粑會吸入口中鼻子里，還會朦住自己的眼睛，那將成為一場災難。</p> <p> 航天員上天前，要學會上廁所，首先要固定好鞋和雙腿，然后雙手握住馬桶兩邊扶手。最要緊的是屁股須與馬桶邊緣貼緊，使馬桶內部與外邊完全密封。難怪宇航員們說，在太空上解手，就像坐過山車，玩雜技一樣。</p><p> 據(jù)聯(lián)合早報訊，美「國家航天暨太空總署」委請俄羅斯打造一套太空如廁設備，造價竟高達一千九百萬美元（約合臺幣六億二千三百萬元，合人民幣約一億三千萬元），而且只能供3～6人使用，這個廁所真的既「高」又「貴」！</p><p> 美國航太總署發(fā)言人麥德森卻表示，比起美國人自己制造需要4000萬美元，這個代價算是便宜了。 在國際空間站，俄羅斯的“星辰”服務艙原有一套廁所系統(tǒng)，但由于空間站的“居民”將從3人增加到6人，所以需要相應增加一套廁所。 這樣新舊廁所可共同承擔宇航員“方便”問題的重任。</p> <p> 大家知道，凡是動物，日常生活就是不斷進食，不斷排便的過程。肚肚餓了，要吃，但不會那么急。連續(xù)三餐不吃，可能問題不大。即使連續(xù)三天不吃，雖然有點餓，但還是能忍受，身體也不會出什么大的故障。但是內急了，別說忍三餐，或還要忍三天？甚至連3分鐘都憋不住，更要命的是有時連褲帶都來不及解開！</p><p> 長期憋便，尿尿會使膀胱脹破，腎壞死，全身水腫。粑粑會蹦出來，把屁股炸出花來，所以解決便便的問題，與進食同等重要，難怪花巨資也要在太空艙里建個廁所。</p> <p> 多少年來，全球科學家們一直在探索宇宙奧秘，人造衛(wèi)星，太空飛船，宇航奔月等等。隨著科技不斷發(fā)展，人類登月成功，航天科學家們登上太空從事偉大的科學研究，看似小小的生活細節(jié)，內急不能好好解決，再偉大的研究也無法進行。如今廁所是有了，但太空艙那么小，還要耗費巨資建個廁所，確實造價太高，普通人根本上不了太空，科學家們上太空也非易事。</p><p> 太空服重達120公斤，盡管在太空中重量也幾乎為零，但上廁所時脫掉又穿上還是非常困難的。</p><p> 假如登月停留，航天員要走出太空艙到月球上進行研究，內急了在月球上直接便便是不可能的。</p><p> 由于大氣壓不同，太空服是加了壓的，如果脫掉太空服，身體或許就會爆炸，還有1~200℃的溫差變化、太空超強輻射、保證氧氣供給等。要返回太空艙去上個廁所，那也是困難重重，完全不同于在地球上進個房間那么簡單。</p><p> 太空如廁，一直困擾著科學家們近百年，耗資數(shù)十億美元！尤其人類太空旅行將會越來越多，太空上吃的帶足還好解決，不夠了就去空間站補給，廁所就更加重要了。</p><p> 錢前父子仨大膽地提出了一個構想，拆除太空艙里廁所，騰出空間，每個太空艙均可節(jié)約數(shù)千萬美金。讓太空如廁直接在太空服里輕松解決，更經濟，更方便?？此铺旆揭棺T，實際也不是沒有可能。</p> <p> 父親錢前發(fā)明了便急內褲，長子錢權發(fā)明了循環(huán)凈化節(jié)水器，次子錢隆發(fā)明的寶寶便便褲、防護便便服系列，三者結合打造一體，形成了太空便便服，又叫宇航便便服。</p> <p> 早在2011年，錢前就發(fā)明了便急內褲，并獲得國家專利。當時只是考慮到給那些尿急尿頻、臥病不起，年老力衰，行動不便，生活不能自理的人士解決大小便的困擾，根本與太空便便服不搭界，甚至連想都沒往那個高大上的方面想。</p><p><br></p> <p> 錢前研發(fā)申報并獲得的專利有20多個，這個小小的便急內褲并不起眼，一擱就是好幾年。</p><p> 直到2018年，小兒子錢隆，總是問七問八，提出一些奇思妙想，才把便急內褲翻出來。錢隆在功能和細節(jié)上提出了很多好的建議，根據(jù)他的意見進行了大幅度的改進，適用人群更加廣泛，才開始考慮到制作防護便便服及太空便便服。同時也申報了國家專利。</p> <p> 發(fā)明便便褲的主要目的是為大小便失禁、長途行車內急、旅游逛街找不到廁所的人士，長時間高空作業(yè)不方便如廁者 ，著密封防護服的生化實驗、醫(yī)護人員，及閱兵、戰(zhàn)機、坦克部隊，長時間不能如廁的軍人。尤其是尿床、尿急尿頻，夜間常起解或臥床不起，行動不便，生活不能自理之人士和嬰幼兒及成年女性解決大小便、生理現(xiàn)象應急之需。</p><p> 至于太空便便服（又叫宇航便便服），他們當時還沒有想到要上天，那是可望不可及的事情。</p><p><br></p> <p class="ql-block"> 無論男女老幼，身體健康的正常人，尤其臥病不起、年老體衰、嬰幼兒等人群，更是剛需，不可或缺。主要是人們內急找不到廁所憋得慌、憋得難受、憋得痛苦時，應急提供安全衛(wèi)生的排便處理方式，及時消除痛苦和困擾。</p> <p> 最受寶媽們歡迎的寶寶便便褲，與尿布濕絕然不同。</p><p> 一是從根本上杜絕了尿不濕那些弊端，能輕松處理大小便便，減少因尿不濕帶來的濕疹、尿布癥和身體不適， 干凈衛(wèi)生、方便安全，有利于寶寶身心健康。</p><p> 二是寶寶便便褲可以重復使用，因而使用成本特別低。一個小孩到3歲約需要1萬多元買尿不濕，但寶寶便便褲僅需600元左右就可以滿足3年所需。大大減輕了家庭負擔，必將受到寶媽們的歡迎。</p><p><br></p> <p> 這次全球抗擊新冠肺炎，醫(yī)護人員穿著防護服每天工作長達十幾個小時。由于防護服里三層外三層，并且還不透氣，光手套都有好幾層。上廁所極為困難，而且解一次就要損壞一套價值不菲的防護服。</p><p> 為抗擊疫情，減少從隔離病房進出次數(shù)，避免浪費，醫(yī)護人員只好穿上紙尿褲，還盡量少喝水，少進食，有時一整天都不敢喝一口水。</p><p> 可想而知，一個成人，紙尿褲如何盛得下尿液，還不說粑粑！有護士說，稍微走動尿尿就會擠出來順腿流下浸濕褲管，非常難受。</p><p> 移動便便服完全杜絕了這些問題。</p> <p> 無論軍用也好、醫(yī)用也好、民用也好，這些都能夠滿足各類人群的需求。也可以說家家都需要，人人用得著，實用性非常強。</p><p> 在此基礎上，直接將便便褲植入到太空服中，緊貼身體也不占位置，這樣倒是沒什么難度。但是要把它放到太空中使用，尿尿和粑粑是流不動的，那完全不象在地面上，人們怎么用都沒問題。</p> <p> 我們知道，太空中是沒有重力的，拉出的尿尿粑粑，不象在地面上有地心引力，會直接往下流。</p><p> 太空中拉出的尿尿粑粑不能自己進入導便管和儲便袋，盡管便便時有一點壓力，可以將一部分壓入導便管和儲便袋中，但還是有尿尿和粑粑粘粘在屁股上很不爽。所以，首先就要解決這個問題。</p> <p> 2018年錢前在人民大會堂出席中國科學家論壇時，向中國工程院院士，著名航天科學家劉大響先生詳細介紹了太空便便服的構想。</p><p> 劉院士說，這個辦法可行，表示了充分的肯定。</p> <p> 2019年，錢前在釣魚臺國賓館參加中國科學大會時，又向中國科學院院士，我國著名物理學家、化學家韓布興教授談及太空（宇航）便便服構想，韓院士當時就產生了一些興趣。他說，從物理學方面來講完全沒問題，便渣還可以通過化學方式液化處理，可循環(huán)使用。還說，屆時可研制一種對皮膚無刺激無負作用無毒害的試劑來液化便渣，使之完全溶解為液體。</p><p> 錢前父子仨聽后更是信心滿滿。</p> <p> 錢前父子仨現(xiàn)在主攻的就是太空（航天）便便服。要讓航天員在太空服里面便便，輕松、愉快，不壓抑。說起來是簡單，但便便出來的尿尿和粑粑怎么處理？這又成了新的問題。 </p><p> 如果還是將便便排到太空衛(wèi)生間里面，這個太空便便服就是多此一舉，毫無意義。</p><p> 不是說要拆除太空廁所嗎？太空廁所那么貴，以后太空艙里不用做廁所了，每個艙都可以節(jié)約數(shù)千萬美元。如果太空便便服處理不了排出的便便，還是需要把便便排到太空廁所里，那等于說太空廁所就不能拆除，太空便便服就達不到預期目的。</p> <p> 從上圖中可以看出，太空服就是一個微型太空艙，里面的設備儀器，主要保障宇航員生命安全，非常復雜。僅一套艙外宇航服就重達120公斤，價值人民幣3000萬元。</p><p> 宇航員到了艙外內急了，是不能直接在太空里便便的，一下子又回不到艙內，那真是要憋死去。</p><p> 錢前說： 太空便便服，就是在不改變太空服原來所有的儀器儀表功能的情況下，能夠讓宇航員在太空服里面輕松愉快的解決便便，這就是我們要研究攻克的課題。</p> <p> 在科大理工畢業(yè)的長子錢權，提出了新的方案：讓便便也就是尿尿和粑粑在太空服里面進行液化處理，通過真空抽氣泵吸入儲便袋，再經RO膜反滲透技術，除渣（液化后幾乎無渣）、殺菌、消毒、除味，五級過濾循環(huán)凈化后可直接飲用和排放。</p><p> 說起來簡單，做起來談何容易！要知道太空廁所一套之所以造價1900萬到4000萬美元，還只是對尿液進行凈化處理，粑粑是通過打包后，要帶回地球的。</p> <p> 錢權早在讀高中的時候就發(fā)明了循環(huán)凈化節(jié)水器，并獲得國家專利。當時他只是想到家庭用水浪費很多，用過的水，還可以收納重復使用。再說世界淡水資源本來就匱乏，于是發(fā)明了循環(huán)凈化節(jié)水器，普及以后確實能大大節(jié)約水資源和家庭用水成本。</p><p> 循環(huán)凈化節(jié)水器是箱體式，體積比較大，總不能讓宇航員還背上一個箱子，跟著跑吧！</p><p> 根據(jù)凈化原理，錢權又著手把箱體式改裝成管條式，使之能夠在太空服的縫隙里面穿過，增重不到3公斤，造價3萬元之內，太空服只需供給電源，完全可以兼容。</p> <p> 錢前父子仨，在沒有資金，沒有場地，沒有設備儀器的情況下，將多年積蓄全部用于科技研發(fā)，產品試制之中。用最簡單的土辦法有望解決這一尷尬的科學難題，并正在一步步參加中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，此前就獲得多個科技獎項。</p><p> 咱們理一理：太空便便服就是在不改變太空服現(xiàn)有結構和功能的前提下，加裝一套微型排便凈化裝置。通過排便處理器，直接將尿尿，粑粑液化后，通過微電腦真空抽吸至儲便袋，連接循環(huán)凈化節(jié)水器，便液通過RO膜反滲透技術過濾除渣、殺菌消毒，除臭除味五級凈化處理后，在頭盔嘴唇處裝置吸管，吸管連接由營養(yǎng)師配置的高能量高營養(yǎng)食物，通過粉碎攪拌，稀釋調劑后直接飲用，補充營養(yǎng)和能量。</p><p> 水凈化率可達70%以上，約30%次飲水可用于清潔屁股及機器自動沖洗，然后又與排出的便便進入循環(huán)凈化，再次使用。</p><p> 粑粑通過液化后，幾乎沒有什么殘渣，但長時間會有一些污水、污垢，連接太空服的末端設計了一個微型蒸煮燃燒器，最后將污垢燃燒后向太空排出，一遛煙不見了。</p><p><br></p><p><br></p> <p> 如果宇航員帶了足夠的營養(yǎng)食品和基本飲用水，供氧充足，著太空便便服不僅方便解決太空如廁的問題，也能在太空艙外解決飲水問題。</p><p> 只要人在太空中不餓死，不因缺氧悶死，太空便便服就不會讓人因便便憋死。而且不會因食物，供氧枯絕受到限制，輕松便便則可長期得到保障。</p><p> 假如宇航員一不小心飛出了太空艙，或到了月球上進行科考，找不到登月車了，也用不著擔心。宇航員可以在太空中或月球上悠哉游哉的吃了睡，睡了吃，在特制食品和供氧保障的前提下，堅持多久都沒問題。慢慢的對焦太空飛船和登月車，或與同事遠程聊聊天，定好自己的坐標，要他們過來接自己就可以了。</p><p> 可見，太空便便服的發(fā)明，不僅能在航天科技發(fā)展上起到重要的作用，也能使太空旅行，太空生活變得更加方便，更加安全，普通人登月也將成為現(xiàn)實。</p> <p> 我國早年就出現(xiàn)了三位世界級著名科學家，中國科技泰斗，航天專家、核彈專家、導彈專家：錢學森、錢偉長、錢三強，是毛主席、周總理喊出來的中國科技“三錢"。希望錢前父子仨也能像他們的前輩一樣，為中國的科技事業(yè)做出更大的貢獻。</p> <p class="ql-block"><b>撰 稿：</b></p><p class="ql-block"><span style="color: rgb(22, 126, 251); font-size: 20px;"> 劉力憲 殷 蓉</span></p><p class="ql-block"><b style="font-size: 20px; color: rgb(1, 1, 1);">責任編輯：</b></p><p class="ql-block"><span style="font-size: 20px; color: rgb(22, 126, 251);"> 王 偉 金戈平</span></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><b style="font-size: 18px; color: rgb(1, 1, 1);">?溫馨說明：</b></p><p class="ql-block"><span style="font-size: 15px; color: rgb(57, 181, 74);"> 本文所刊照片，部分來源于網絡，部分由錢前研發(fā)中心提供。所涉產品的照片均為示意圖，非實物結構圖，實物均優(yōu)于此類圖片。</span></p>