问题

将一个硬币发送到月球上的最低成本是多少?

回答
将一枚硬币送上月球,这绝对是一项令人激动又颇具挑战的任务。如果我们要追究“最低成本”,那可不是一件简单的事,因为这里面涉及的环节太多,而且每个环节都有很大的弹性。咱们得一点一点捋清楚。

首先,得明确一点,这枚硬币是要“送到”月球,是让它踏上月球表面,还是仅仅让它进入月球轨道,抑或是让它成为月球的一部分,比如埋在月球的某个地方?不同的目标,成本差异可能天差地别。为了让讨论更实在,咱们就假设目标是让这枚硬币“安全着陆”在月球表面。

1. 运输工具的选择:这是核心问题。

自己发射火箭? 理论上,如果你有自己的火箭技术、发射场、还有运营团队,这是最“直接”的方式。但现实是,开发和发射一枚火箭,哪怕是很小的,其成本也足以让你望而却步。想想SpaceX的猎鹰9号,一次发射成本都以千万美元计。你没法单独为一个硬币去定制一枚微型火箭,除非这枚硬币本身价值连城,并且你愿意为此投入巨资。所以,这条路对于“最低成本”来说,基本可以排除。

搭便车? 这才是实现“最低成本”的关键。我们要找一个已经计划去月球的航天任务,然后问问能不能“捎带”上我们的硬币。

国家航天机构: NASA、ESA(欧洲空间局)、CNSA(中国国家航天局)等等,他们时不时会有月球探测计划。这些任务往往有很高的科学或探索目标,并且已经获得了庞大的政府资金支持。如果你的硬币承载着某种特殊的意义,或者能为他们的任务增添一点点附加值(比如一种象征性的“和平硬币”),或许有机会能够被纳入。但即便如此,他们也需要评估额外的重量、体积、以及对任务的潜在影响。这并非免费午餐,你可能需要支付一部分“载荷费”。这个费用会根据硬币的重量、体积以及它占用了多少航天器资源来计算。

商业航天公司: 近年来,商业航天发展迅猛,一些公司也开始了自己的月球登陆计划,比如Intuitive Machines、Astrobotic Technology等。这些公司可能提供商业载荷服务。你可以购买他们的服务,将硬币作为他们的“付费乘客”。这可能是目前最现实的“低成本”途径。

2. 成本估算:这里面的水很深。

咱们不妨来估算一下,如果选择“搭便车”方式,大概需要多少钱。

载荷成本: 航天器公司通常按每公斤载荷收费。这个价格变化很大,但我们可以参考一下已有的数据。例如,过去有些商业月球任务的载荷成本可能在每公斤几十万到几百万美元不等,具体取决于任务的性质、着陆点的难度以及要求的可靠性。

硬币的重量: 一枚普通的硬币,比如1美元硬币,重量大约是2.5克。即使是一枚稍微大一点的纪念币,几十克也足够了。
实际收费: 假设我们找到一个愿意承载我们硬币的商业任务,他们可能不会按克来收费,而是会有一个最低收费标准,或者按“立方英寸”或“单位载荷”来计算。即便按克算,0.025公斤也意味着你需要支付一小部分费用。如果收费标准是每公斤10万美元,那么0.025公斤的载荷费用就是2500美元。但别忘了,这只是“载荷”本身的价格,这还远远不够。

打包和集成成本: 你的硬币不能直接扔进火箭。它需要被妥善地打包、固定,并集成到航天器的载荷舱中。这涉及到设计一个能承受发射和着陆过程振动、温度变化、甚至可能辐射的保护外壳。这个外壳的设计、制造和测试,都需要专业的技术和人力,这会产生额外的费用。这可能又需要几千到几万美元。

管理和行政成本: 你需要与航天公司谈判、签订合同,处理各种法律和行政手续。这些过程都需要人力和时间,也需要花费。

“机遇成本”: 即使找到一个便宜的“载荷机会”,你也需要等待。这些月球任务通常需要数年时间来规划和执行。你不能指望立刻就把硬币送上去。

3. “最低成本”的真实范围(非常粗略的估计):

要说“最低”,我们得假设一些最理想的情况:

找到一个已经计划好的、有剩余载荷空间的任务。
这个任务愿意以象征性的成本(或者说,刚好覆盖他们行政和集成成本)来搭载你的硬币。
你的硬币设计非常简单,不需要额外的复杂保护。

在这种极度理想化的模型下,我们可能会看到一些“低至”几万美元的报价。这主要涵盖了:

载荷集成与测试: 确保你的硬币能安全地附着在航天器上,并能经受住严酷的太空环境。
文件和行政费用: 处理所有必要的申请、审批和合同。
少量载荷费: 即使是象征性的,航天公司也需要覆盖一些成本。

然而,需要强调的是:

几万美元 只是一个非常保守的、基于“搭便车”且有良好机会的估计。
实际成本可能会高得多。 如果你需要定制一个特殊的着陆方式,或者这个硬币要承载特殊的纪念意义,需要增加额外的设计和制造,费用就会水涨船高。
没有“免费的午餐”: 即使是公共航天机构,他们的资源也是有限的,而且都用于科学和探索。私人公司更是要盈利。

还有一种“另类”的思考方式:

有些人可能会想到,能不能用一些“灰色地带”?比如,有些私人公司可能会在非官方的层面运作一些小型的太空项目。但这通常伴随着极高的风险,而且合规性存疑,也难以称得上是“最低成本”且“可靠”的方案。

总结一下:

将一枚硬币“最低成本”地送上月球,最可行的方式就是搭上现有商业或科研的月球探测任务的便车。你不是在付运费,而是在购买“载荷服务”和“集成服务”。

即使在最乐观的情况下,也需要数万美元的投入。这包含了硬币的特殊包装、集成到航天器、以及相关的行政和技术支持费用。

当然,如果你有足够的财力,并且希望这枚硬币以一种更加“有仪式感”的方式抵达月球,比如拥有一个独立的着陆器,或者被特别标记,那么成本就会以指数级增长,轻松攀升到百万甚至千万美元的级别。

所以,一枚硬币的月球之旅,绝不仅仅是邮寄包裹那么简单,它是一项需要高技术、高投入的系统工程。即使是“最低成本”,也依然是一笔不小的开销。

网友意见

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将一个硬币发送到月球上的最低成本大约是:18.7元。

先审题:

“发送到月球”说明不需要返回,因此不用考虑需要轨道舱、返回舱等等像载人登月一样把硬币送过去再拿回来的能力,只需将硬币送到月球;又因为题干对着陆方式和着陆点都没有明确要求,因此“软着陆”“硬着陆”(掉下去)都可以。

人类最近一次探月器登月活动是今年2月22日,以色列首个月球探测器“创世纪”号(Beresheet)搭乘“猎鹰-9号”火箭发射升空,原计划在月面软着陆,可遗憾的是经过6周飞行,该探测器于4月11日在月球表面坠毁。但题目并未明确是要软着陆还是硬着陆,因此以色列探月器虽然软着陆失败,却仍可视为是将物资成功送上了月球(掉下去的),何况该次发射应当视为已基本具有软着陆能力。

在具备登月能力的运载载具上,已知:

美国国家航空航天局的航天飞机LEO(近地轨道)运载能力为22.7吨,每公斤的发射成本为19824美元,每次的发射费用高达4.5亿美元。但在2011年7月21日“亚特兰蒂斯号”执行完最后一次飞行任务后航天飞机已全部正式退役。

欧洲航天局最新型号的阿丽亚娜五型火箭LEO有效载荷已经达到了21吨,每公斤的发射成本为10313美元,该型火箭每次发射的费用为至少为1.65亿美元。

俄罗斯的联盟-FG/弗雷盖特运载火箭LEO(近地轨道)运载能力为6.9吨,每公斤的成本费用为7246美元,每次发射的费用为5000万美元。

日本宇宙航空研究开发机构使用的H-2B型火箭有效载荷为19吨,每公斤的运输成本为7104美元,该型火箭每次发射的费用为1.35亿美元。

公开资料显示,在长征5号等新一代运载火箭服役前,长征-3B型火箭曾是中国LEO(近地轨道)运载能力最大的火箭,有效载荷为12吨。长征-3B是中国发射大型通信卫星的主力,也是唯一将3.5吨的嫦娥三号和四号软着陆落月探测器发射进月球轨道的火箭。每公斤的运输成本为5833美元,每次发射的费用为7000万美元。

印度最大运载火箭PSLV,号称目前世界现役四种重型火箭之一。但该型号火箭的LEO(近地轨道)运载能力远远落后于中国的长征-3B,仅为3.8吨,每公斤的运输成本为3947美元,该型火箭每次发射的费用为为1500万美元。

美国太空探索技术公司SpaceX的猎鹰9号火箭目前认为是发射成本最低的火箭,LEO(近地轨道)运载能力为22.8吨;GTO (地球同步转移轨道)运载能力为8.3吨;发射至火星的运载能力为4.02吨。早期该型火箭每次发射的费用为6200万美元,实现一级火箭可回收重复利用后,每次发射的费用约为4400万美元。发射到LEO(近地轨道)的运输成本仅为每公斤1930美元;发射到GTO (地球同步转移轨道)的运输成本为每公斤5300美元。

已知世界最轻的钱币是中国汉代的铜钱“豆半两”

豆半两长度4-5毫米,重量约0.5克。

按照发射到地球同步转移轨道每公斤运输成本5300美元,重量0.5克计算。

发射一枚硬币到月球的最低成本为:2.65美元

不到3美元

约合人民币18块7毛

但是豆半两准确的说是一种陪葬用的冥币,不是流通硬币。但我印象中小学老师跟我们说过一枚2分硬币的重量是1克(90后、00后或许未见过2分硬币)

,一枚新版的1角兰花图案硬币重量是1.15克。

因此可知,捎带一枚2分或者1角的硬币到月球成本大约5.3~6.01美元。

理论上该数据可视为目前具有将货物运送至月球能力的航天器将一枚硬币“捎带到”月球的最低运输成本。如果发射就只运输一枚硬币的话,那么成本肯定是一次发射的总成本4400万美元。或者你找印度人办,便宜,才1500万美元。当然找印度人发射可能会失败,但最大的可能恐怕是印度人点了一根“二踢脚”放了,过五分钟告他诉你硬币已经在月球上了。

比如此次与以色列“创世纪”号探月器一同搭载“猎鹰-9号”火箭发射的就还有印度尼西亚的一颗通信卫星和美国空军的一颗试验卫星。


需要强调的是,上次发射失败坠毁在月球上的以色列探月器“创世纪”号上搭载有水熊虫和人类DNA样本

水熊虫是地球上生命力最顽强的物种,有4对脚,属于多细胞无脊椎动物,只有约1毫米大小,并且用显微镜才能看清它的面貌。水熊虫不吃不喝能活30年,并且可忍受高达150摄氏度高温,可在南极、深海等极端环境中存活。科学家们认为,水熊虫是地球上最“难以毁灭”的物种,能在小行星撞击等所有可能的天文灾难中幸存下来。

《三体》中的三体人就长得跟水熊虫差不多……

和水熊虫一起掉在月球上的还有人类DNA样本和相当于3000万页信息的人类信息档案……

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