
一句话:27亿刀,真的很寒酸。
刚刚解除了“安全模式”的毅力号正在按计划飘向火星,和阿联酋希望号、中国天问一号一起踏上了征途。天问一号的总预算还没有公布,那我们就来算算毅力号吧。
我记得曾经看过一个网络爽文写作指南,有一条是说,描写有钱人生活的时候,如果出现具体的物品的价格,不要超过一千万,否则读爽文的读者就会没有概念这东西到底有多贵。毅力号这个项目前前后后总花费27亿美元,对于我们普通人来说,这个数字听起来挺吓人的,但实际上和告诉大家它花了2.7亿刀,或者270亿刀,没什么本质区别。(低头看了一下自以为很值钱的零点零几万刀的手机陷入了沉思。。)
27个亿,相当于:
让美国国防部运行33个小时
美国不到1天的社保支出
美国人10天花在宠物身上的钱
Google在6天内赚的钱
日产今年第一季度的账面亏损
《复仇者联盟:残局》的票房
可能某些富人在美国的存款就有这么多。。。。
要知道,毅力号火星车项目用时10年,27亿的成本平摊到十年的时间里,并不算多(相当于每年花了每个美国人不到一美元。作为比较,美国人在2019年花了将近960亿美元在宠物上,每人约290美元)
火星车是人类手工制作的精品中的极限。很大一部分的组件都是被专门『发明』出来的(我已经不知道除了『发明』,还能用什么词汇来描述它的难度了)。许多训练有素的科学家都熬白了头。这比做爱马仕包的那几个匠人要辛苦的多。该项目的总成本,或者按照NASA的习惯来说,它的生命周期成本(LCC)27.25亿美元,主要包括航天器开发(设计+制造)、运载火箭的改良和发射、以及火星任务的运营成本。具体分布如下:
由此可见,火星车及其组件(包括着陆系统等,但不包括机智号直升机)的研发制作仅占项目总成本的81%。其余的二成用于发射和任务执行。(直升机的研发制造费用8000万美元,及其运行30天的500万美元费用,用的是另一个出差报销单)
当然,这27亿并不是平均分摊到每一个财年的,会有相应的波动,做过研发的同学应该比较熟悉。下图[1]就是从2013年开始制定计划起,到2024年项目中止的年度花费。从2016年起花费开始变高,是因为从这一年开始正式开始制作火星车了。2020年开始下降是因为2月份JPL就制作完毕了。
这也是航天项目的标准支出套路:一开始支出比较低,国会大佬们觉得还不错;随着项目推进,越来越复杂的研发和不断的精进,让支出在几年后达到顶峰,大佬们开始咬牙;然后随着完工以及测试的顺利完成,支出逐渐下降,大佬们松了一口气的同时又担心项目会黄了。
那为什么说寒酸呢?我们拿NASA其它的科shao研qian项目一比就知道了(以下LCC cost已经过购买力“平价”换算,基年2020年,下同)[2]:
(以上数据引用自Planetary Science Budget Dataset, compiled by Casey Dreier for The Planetary Society )
我们再来看看历年NASA在各项烧钱任务中的花费比较(按目的地区分,同样按2020购买力平价处理):
我们看到,相比于现在的年度支出,冷战中期的花费才是惊人的。
美国政府的财政支出支出分3大类:
可支配开支,也是NASA所有资金的来源,它需要和各种利益集团斗争并拉hui拢lu议员,才能分到一杯羹(马一龙,你为什么摔杯子?)
毅力号火星车十年磨一剑,那它占到了NASA总分配金额的多少呢?只有1.2%,占可支配开支的0.019%,占美国总财政支出的0.0058% (当然如果新冠要投更多的钱的话,可能数字会更低)。具体到毅力号,还有几个机构会帮着JPL分摊一些设备的费用。主要包括法国国家太空研究中心、 挪威的FFI、 西班牙工业科技发展中心和西班牙国家航空航天技术研究所等。
好了,留一个坑,我还没有说为什么这辆小车要值22个亿,轮子花了多少钱研发,镜头花了多少钱研发。。。。先挖个坑,有人看的话再来填。。。
我就来续更啦!
基于目前能公开的信息,在毅力号的22亿刀的成本中,有一些设备服务的采购因为是对外的,所以成本是比较透明的。
按照NASA的2018财报和IG-17-009,罗列如下:
除此之外,还有大约5亿美元(占总预算20%左右),用来让JPL发工资和退休福利金。主要发给各项目工程师、程序员、项目经理、科学家,还有分布在美国20个州的独立承包人。
上面加在一起就已经花了11个亿,剩下的11亿刀中,落在了NASA的JPL(喷气推进实验室)的其它研发经费里(不含人工工资),用于火星车的其它所有部件的研发制作和测试工作。(有一些仪器的报价待查,因为涉及到其它四个国家的合作伙伴,除了西班牙国家航空航天技术研究所(INTA)负责的MEDA已查到报价以外,还有挪威国防研究机构负责的RIMFAX、西班牙瓦拉多利德大学(UVA)和法国天体物理学和行星学研究所负责的SuperCam,目前我力有不逮,还没查到报价,希望大家提供线索。)
为了最大程度地降低成本和风险,NASA尽可能地使用成熟的着陆系统和底盘设计。毅力号在阶段A时决定以“好奇号”为基础,能利用的“传统”硬件和设计尽量利用,当初为“好奇号”制造但没使用上的设计和备用硬件,都直接拿来给毅力号使用。毅力号的35个关键仪器中有15个与“好奇号”上使用的仪器非常相似,并且都是由为“好奇号”提供仪器的同一家公司提供。
比如火星车的车体和一些主要硬件(例如巡航平台、机身加热装置、挡热板等)与“好奇号”几乎一模一样,直观上最大的不同可能就是轮子的样式升了级。当然,为了进行地质评估、确定环境是否具有潜在的可居住性、寻找古代火星生命的迹象等任务,它也携带了更先进的升级硬件和高性能的新仪器。
因此毅力号的大量组件事实上已经在A和B阶段已经完成了。
那具体每个部件花了多少钱呢?事实上,就像没有一个传统汽车制造商会透露其新车研发的具体数字一样,JPL也没有对外公开毅力号对应BOM的详细报价单。 因此,外界最终的估算取决于大量的假设。造车的成本分两块--研发的固定成本和生产的可变成本。对于普通汽车制造来说,一般规律是产量越大,固定成本被摊薄的越多,制造起来就越有成本效益,当在工厂生产成千上万辆型号类似的汽车时,每个零部件的价格会低很多。 而火星车更类似于制造未来概念车,零部件的费用要比大批量生产要昂贵得多,制造全新的世上从未出现过的设计意味着长达数年的研发--包括维护、原型测试、支付薪水、寻找靠谱的供应商以及其他一些相关杂七杂八的成本。一台概念车的研发通常会花费数亿美元,如果决定将原型交付生产,研发费用还会增加很多。
以下歪个楼。写几个例子以方便大家有个比较。
如果这辆车能成功量产,还卖得不错,那研发成本是可以收回来的。按照目前的美国的行业经验,研发工程和设施运营占到每辆车价格的15%左右[3],剩下的主要是原材料和配件价格占总价的60%左右,然后还有每辆车的平均广告费用是1千刀,每卖出一辆车经销商加价1500刀,再加上税等。
无论生产一台还是一百万台车,研发的固定成本都是相同的。但当生产第二代第三代时,研发费用将减少很多。就像丰田普锐斯第二代的固定成本比第一代车型低得多,正是因为它采用了许多为第一代开发的技术。
从研发这个角度来看,毅力号可以被称为好奇号第二代,而好奇号又继承了很多勇气号和机遇号的技术,所以很多成本就不是很准确。比如用于电机控制的FPGA(现场可编程门阵列)系统,勇气号和机遇号首次使用全新研发的Virtex-1系列(20MHzCPU-RAD6000计算时间约160秒),证明挺好用,"好奇号 "就用了升级版Virtex-2系列,而毅力号用的是Virtex-5系列(200MHzCPU-RAD750速度提高了18倍降至8.8秒),只花了不多的研发成本,因为前辈们已经帮它实地测试好几回了。
哦,对了,全车最复杂的部件,不是轮子、不是相机,而是这个带个篓子的回收系统SCS(sample catching system)。
放大一下
为了能做到更好的探测,篓子右边还有一个气囊,用来向地面吹气,以便把表面的浮尘吹开。具体多少钱,我再去翻翻,等我更新。
