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。

27亿是多少？

我记得曾经看过一个网路爽文写作指南，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）

为什么说便宜？

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』，还能用什么辞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：
  • 车辆研发：22亿美元
  • 发射服务（Atlas V 541）：2.43亿美元
  • 火星行动：3亿美元

由此可见，火星车及其组件（包括著陆系统等，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。

资料来源：Casey Dreier编写的《行星科学预算数据集》

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；随著项目推进，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；然后随著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]：

  • 1997年发射的卡西尼号：46亿美元
  • 2024年木卫二快船项目：42亿美元
  • 1989年发射的伽利略：36亿美元
  • 1975的维京1号：35亿美元
  • 1975的维京2号：又一个35亿美元
  • 2011年MSL的好奇号： 32亿美元

（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）：

历年NASA在各项烧钱任务中的花费比较（按目的地区分）

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：

  1. 强制支出（Mandatory Spending）占62%左右（各种国民保险和福利）
  2. 债务利息（Interest Payments on the National Debt），约占8%
  3. 可支配开支（Discretionary Spending），约占30% （军事、卫生等各种其它杂项）

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，还有几个机构会帮著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。。。

SuperCAM

一更

我就来续更啦！

主要部件报价

毅力号几大关键部件

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。

截取自 ： 2018财年NASA预算表

按照NASA的2018财报和IG-17-009，罗列如下：

  • 0.7亿，用于购买提供动力的放射性同位素电池（多任务放射性同位素热电发生器）
  • 0.23亿，用于完成毅力号任务计划的整体设计概念和可性行分析（阶段A,参考下图)
  • 1.2亿，用于技术研发
  • 1.77亿，用于有效载荷的开发和采购，其中包括：0.69亿，用于采购MEDA（火星环境动力学分析仪）和MEDLI2 （火星EDL（进入下降和登陆）仪器），由HEOMD/STMD提供；0.45亿，用于研发制造MOXIE仪（火星氧气就地资源利用实验）
  • 0.7亿，用于车载系统开发
  • 1亿，用于地面系统研发
  • 0.37亿，用于NASA的其它费用

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。）

NASA研发7个阶段

其它部件

为了最大程度地降低成本和风险，NASA尽可能地使用成熟的著陆系统和底盘设计。毅力号在阶段A时决定以「好奇号」为基础，能利用的「传统」硬体和设计尽量利用，当初为「好奇号」制造但没使用上的设计和备用硬体，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体（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体和高性能的新仪器。

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著长达数年的研发--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。

  • 大众的新一代高尔夫的开发成本约为1.2亿美元
  • 宝马新的7系列的开发成本约8亿美元
  • 研发费用最贵的量产车应该是福特蒙迪欧（一代），因为与之前型号共享的零件很少，所以在1990年用了60亿美元研发。60亿美元~~

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。

参考

  1. ^https://www.planetary.org/articles/cost-of-perseverance-in-context
  2. ^https://www.planetary.org/space-policy/planetary-exploration-budget-dataset
  3. ^2012年汽车行业零售价格当量和间接成本乘数研究

毅力号任务一共花了27亿美元，其中研发制造火星车大概在20亿美金左右，这其中各部件具体的BOM成本我们无从知晓，不过我们可以通过毅力号轮子外观以及背后的基本研发流程来管中窥豹：

从公开资料中可以知道，右面的这个毅力号车轮以航空级铝机加工车轮+钛合金辐条为基础结构，

以上图中人体和车轮的比例对比估算车轮尺寸约为50cm直径，宽约40cm；

由此推算出机加工母料铝砖尺寸约0.1m3（姑且认为是整料CNC），对比轮子的截面和外形，CNC这么大一块砖到几毫米的圆环结构，只看外观估计加工复杂度不算特别高，进给率和转速按普通偏慢算，加上精光和换刀时间，不太知道美国加工中心的操作规程，按经验估计耗时约两三百小时吧，取稳妥点算300小时，假设这个车轮不需要非常复杂的加工，国内三轴CNC加工费100多/小时，轮子7系铝的料工费用大约40000元人民币，美国料工价格不太清楚，但材料成本差别不会太大，加工费用取决于设备、折旧、场地、人工和有效工时等方面，个人估计加工费肯定高于国内，但也不至于达到换个货币单位的程度，但是两三倍是可以预计的，姑且认为单个轮面的价格为2万美元。

而看看毅力号身上有多少个需要单独机加工的铝材零件？因为不是大规模量产的产品，几乎所有的非标结构件都会是CNC成型，如果总机加工时长达到30000小时，总成本就达到了200万美元，这仅仅是需要机加工的铝材的成本，还有很多部件用的是钛合金、碳纤维、以及各种非标的定制连接件，而钛合金的材料费用是铝合金的几倍，在毅力号研发组装的年代更高，这样仪器设备之外的车架成本便妥妥破千万美金。

ok，以上是成品的车架价格估算，成品出来之前还要设计、打样、测试、失败、修改、再试制、再测试，这过程中的样品和研发费用就搂不住了，好比我们做一个机加工成型的电饭锅（实际上并没有这样的产品）成品用了1000元，打样实验认证的成本就可能花出去一万块，真正花在最终成品上的费用仅占去了10%。。。

而这些费用都算在了毅力号火星车的研发和建造费用里。

车架破亿不是梦（单位美金），这还不包含配套车架的控制、电机、感测器部件。

这只是车架，毅力号配备了7台设备和一架无人机，这里我估计最便宜的是那个机智号无人机，那么无人机的研发和制作的费用是多少？

新闻报道：

「据了解，为建造「机智号」，NASA 已投资了约8000万美元，另投资了约500万美元，用以对直升机的运营。」

最后再推算一下天问一号的费用，大家都看过专家的说法是嫦娥四号的费用大概相当于1公里的地铁建造费用，约1亿美金，而嫦娥四号其实是嫦娥三号的备份星改进的，也就是说13年左右的一颗深空探测器价格1亿美金，2003年美国发射的火星双子总费用约11亿美金，单个算5亿美金，换算2013年的美金就不止5亿了，火星车的吨位级别也跟玉兔号差不多，火星探测虽然在距离上比月球探测远的多，但构型类似的飞船建造费用其实不会差别很大，可以说，同时间同级别的探测器，美国价格是中国价格的5倍以上。

天问一号总发射重量达到了5吨，著陆器重量达到了1.2吨比毅力号著陆部分还重了一两百公斤，火星车质量约270kg只有毅力号的三分之一左右，嫦娥四号重量约3.8吨，玉兔号重量约140kg，两相比较之下，不算火箭发射费用，估计天问一号的总费用大概在毅力号的1/6，嫦娥四号的3倍，3-4亿美元、20-30亿人民币左右。

上海15号线早期测算投资约300亿，线路总长40公里，7.5亿/公里，天问一号的费用约相当于上海建造3公里地铁的费用。

怎么样？NASA？以后火星车外包吧？

贵吗? 太便宜了好不好.

下面是一个湾区的人口不到 24 万的小城市, 城市学区 (K-12, 可以理解为从学前班到高中) 的预算[1]. 可以看到这个学区一年的支出接近四个亿. 换句话说, 7 个这样的小城市的学区预算, 就能送全人类最高等级宇航科技的这个玩意儿到火星上溜达一圈. 贵吗?

参考

  1. ^来源 https://fremontusd.com/forward/district/2019/Budget_FAQs_1-15_Chinese.pdf

研发费用的话不咋贵。设想一下至少一辆车，应该是小型核动力，所有材质都耐得了高低温，还得耐摔。至少一个高功率通讯器，高清摄像头，遥控装置，机械臂，各种小型色谱光谱，中心处理电脑。。。。。这些东西组合起来，研发加成品，不贵。

你可以看到NASA和太空叉的关系是非常紧密的，不要被一些形式上的东西迷惑，那是一层薄薄的纱覆盖在表面，为什么有些东西要从你的左口袋掏出放入右口袋？因为左口袋漏了！

你觉得贵是因为中国的东西太便宜了。希望能提高我国航天人的待遇和项目预算。

科研团队那么省钱，看到真不好受

建议以后都外包给中国，价钱嘛，收现在的一半，15亿美元就够了!

发射成本太高，恰恰说明了技术落后!

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