光头怪博士
25-08-03 19:04 微博认证:科学科普博主

运行一架大望远镜一年要花多少钱?这其实也是一个对未来天文项目建设很重要的问题。目前世界上大部分大型天文科研设备都是国有或者公立机构负责,均有一定的财政披露责任。因此,这个问题在一定程度上是有答案的。一般来说,对于一架8-10米的地基望远镜,欧美机构每年的运行成本在1000万美金量级。但这个数字随望远镜类型、团队规模、望远镜地点(偏僻程度、环境恶劣程度)、科学仪器情况变化也很大。

夏威夷Mauna Kea的2台10米Keck望远镜是世界大望远镜运行的典范,也是科学最成功的10米级望远镜。1985年1月,加州大学(UC)和加州理工大学(Caltech)联合设立一个叫做加州天文学研究组织(California Association for Research in Astronomy; CARA)的非盈利公益机构(501(c)(3)的免税机构)来运行Keck望远镜。夏威夷山顶的土地和建筑按照现有契约属于夏威夷大学(这也是原住民抗议的原因之一),夏威夷大学以每年1美金的“租金”把它租给Caltech;Caltech是天文台本身的拥有者,但又以1美金的象征性租金转租给CARA来进行运行。在管理中,UC和Caltech投入相同额度的经费资助天文台运行。

2023年底,外部机构对CARA进行了独立的财务审计。这份审计材料是公开资料,可以帮助我们一窥一个大型天文台背后的财政需求。这是一份很详细的财务文档,里面有不少我也不完全理解的东西。如果有财务或者会计背景的人对这个感兴趣,可以帮助我们更好的理解一下。

但和学习如何考虑望远镜运行经费估算相关的几个信息还是有比较清晰的答案的。

1. 为了估计CARA拥有的资产的折旧支出(Depreciation Cost),需要给不同的财产指定不同的有效寿命(Useful lives)。其中天文台的仪器一般在5-20年;天文台设施一般按照3-15年;而车辆和其他设备按照3-20年考虑(图二)。对于那些来自于捐赠的财产还需要做专门的考虑。

2. 图三可能是最重要的一个图表,展示了每年经费的分配方式。如果只关心天文台的运行的话(Operations),有几个要素:

- 整体看,在2022-2023年,运行两台10米望远镜的总运行费用在2300万美金左右。每台10米望远镜大致1100万美金,和我们前面估计的量级差不多。但这里也要注意两点,1. 这些“Cost”并不都是花出去的现金(见折旧);2. 这些更像是日常运行成本,如果有仪器需要重要维护和更新、或者设施需要比较大的升级,运行费用是从“Related Party Asset Projects”(关联方资产项目)中计算。这项费用22年支出了68万美金,但23年天文台有比较大的升级改造,一下子支出了快1500万美金。

- 在年度经费里,仔细看的话,其中最大的支出是人员的工资和福利。每年的支出在1300-1500万美金左右。这一点对标到国内显然会有大幅下降(当然,国内科研人员,尤其是基层科研和工程人员的收入还有很大提升空间也是真的。)2023年,世界银行提供的购买力平价(PPP)大概是4.2 : 1,但考虑到科研人员的收入差别没有那么大(也不该有那么大),我这里非常粗略的用 2.5:1 简单换算,大概等价于600万美金左右。

- 第二大的支出就是资产折旧支出。22年折旧525万美金、23年折380万美金。这点很有意思!因为其实之前并没有意识到这项非现金支出会在财务预算里占这么大的比例。而且可能和分摊方案有关,年度差别很大。

- 第三大支出就是实打实的运行费用了,其中主要包括了维护服务(Services)、耗材(Supplies)、和仪器设备(Equipment)。财报中相关的两项如果算在一起的话,22年花费230万美金、23年花费290万美金。如果把相关责任方出资的部分也算在内的话,22年花费300万美金、23年花费1800万美金。

- 然后,涉及基础设施花费的占有成本(Occupancy Cost)也不低。这些包括了房租、房产税、水电网络等基础设施费用、必要的保险等费用。2022年,支出了154万美金、2023年支出了172万美金。

- 除此之外还有为其他单位提供的资金和利息,这里比例不高,就不单独计算了。其中支出的外部经费年度差异可以很大,在17-87万美金之间。

- 非常粗糙的计算一下,两台10米望远镜,忽略折旧,(以中国人力成本计算)人员支出是600万美金、每年的维护服务和硬件支出是300万美金左右、占有支出170万美金左右、其他部分瞎取一个50万的额度,每年的现金支出是1120万美金左右。同样过于简单的对半,一台十米望远镜的运行成本在560万美金。按7.2的汇率计算,大致是4000万人民币。

这个估计是超级超级粗糙的。这里面肯定有些费用是在国内不需要的(比如房产税)、但也有一些可能是国内独有的。而且必须要考虑到23年的Keck,虽然也是高海拔台址,但附近基础设施已经极其健全、运行团队非常有经验,很多早期运维的花销是没有计算在内的。

财报中还有一个表格解释了每年常规运行经费的来源(图四)。可以看到,Caltech和UC非常公平,两方各自出资883万美金每年用来资助Keck望远镜。。。但与此同时,美国航空航天局NASA每年也出资500万美金,是Keck的大金主!所以如果美国国会削减NASA的天体物理科研经费,NASA很可能必须放弃Keck望远镜的资助。。。这对Keck天文台的运行将是一个重大的打击。

为了平衡收支,各家望远镜其实都是“卖时间”的。只不过运行越好、科学能力越强的望远镜就越抢手,价格也会水涨船高。按照我们的了解,Keck望远镜“出租”一个晚上的费用在12万美金一晚以上,而且你还不一定买得到。。。按照这个价格来看,假设有个纯商业机构运行这个望远镜、并且假设世界的天文学家真的有钱来买,运行望远镜还是挺挣钱的 [笑cry] 当然这只是幻觉。。。

发布于 北京