Τα lockdown πανδημίας, οι ελλείψεις εφοδιασμού και ο πληθωρισμός προκαλούν όλεθρο με μεγάλα επιστημονικά έργα

Στην κορυφή Cerro Pachón, μια κορυφή 2715 μέτρων στις Χιλιανές Άνδεις, οι αστρονόμοι κατασκευάζουν μια εξαιρετική κινηματογραφική κάμερα. Με το τηλεσκόπιο 8 μέτρων και τη γιγάντια κάμερα 3,2 gigapixel, το Παρατηρητήριο Vera C. Rubin θα σαρώνει τον νότιο ουρανό μία φορά κάθε 3 ημέρες, εντοπίζοντας δισεκατομμύρια γαλαξίες, αναζητώντας εκρήξεις σουπερνόβα και παρακολουθώντας τις αλλαγές στους ουρανούς. Στις αρχές του 2020, οι εργαζόμενοι ήταν σε καλό δρόμο για να ολοκληρώσουν το τηλεσκόπιο των 483 εκατομμυρίων δολαρίων μέχρι τον περασμένο μήνα. «Ήμασταν ένα φορτηγό τρένο που κινούνταν με πλήρη ταχύτητα», λέει ο Victor Krabbendam, διευθυντής του κατασκευαστικού έργου της Rubin.

Στη συνέχεια, η πανδημία COVID-19 χτύπησε. Οι ταξιδιωτικοί περιορισμοί επιβράδυναν την κατασκευή, όπως και οι ελλείψεις σε προμήθειες όπως ο χάλυβας. Τώρα, το έργο παραμένει 2 χρόνια από την ολοκλήρωση και το κόστος του έχει αυξηθεί κατά περίπου 15% —αν και το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (NSF) δεν έχει ακόμη καθορίσει ένα ακριβές ποσό. "Όταν το τρένο σταματήσει τελείως, είναι δύσκολο να το επαναφέρεις", λέει ο Krabbendam.

Το παρατηρητήριο Rubin είναι μόνο ένα από τα πολλά μεγάλα επιστημονικά έργα σε όλο τον κόσμο που έχουν καθυστερήσει από το χρονοδιάγραμμα και τον υπερβολικό προϋπολογισμό λόγω καθυστερήσεων που σχετίζονται με την πανδημία, ζητημάτων εφοδιαστικής αλυσίδας και, τώρα, του χειρότερου πληθωρισμού των τελευταίων 40 ετών. Οι επιστήμονες κατασκευάζουν ένα μεγάλο έργο χρησιμοποιώντας την ίδια διαδικασία που χρησιμοποιούν οι μηχανικοί για την κατασκευή μιας γέφυρας, αναπτύσσοντας ένα λεπτομερές κόστος και χρονοδιάγραμμα γνωστά ως βασική γραμμή απόδοσης που καθοδηγεί κάθε βήμα της κατασκευής. Αυτή η γραμμή βάσης είναι σχεδόν ιερή. Συνήθως, εάν ένα έργο αρχίζει να υπερβαίνει τον προϋπολογισμό του, οι χρηματοδότες αφαιρούν μέρη του για να περιορίσουν το κόστος. Αυξάνουν τον προϋπολογισμό ενός έργου και επεκτείνουν το χρονοδιάγραμμά του—«αναβάθμιση» του—μόνο ως έσχατη λύση.

Δεν είναι όμως συνηθισμένες εποχές. Ο κορυφαίος κατασκευαστής μεγάλων εγκαταστάσεων των Ηνωμένων Πολιτειών, το Γραφείο Επιστήμης του Υπουργείου Ενέργειας (DOE), έχει 13 βασικά έργα που κοστίζουν περισσότερα από 100 εκατομμύρια δολάρια και έχει ή σκέφτεται να επαναφέρει έξι από αυτά. Το NSF έχει τέσσερα, συμπεριλαμβανομένου του παρατηρητηρίου Rubin, και σκοπεύει να τα επαναπροσδιορίσει όλα. "Είναι ένα τεράστιο ζήτημα και ένα πολύ περίπλοκο πρόβλημα", λέει ο William Madia, πρώην διευθυντής δύο εθνικών εργαστηρίων DOE.

Η πανδημία ώθησε τα περισσότερα έργα πίσω από το χρονοδιάγραμμα. Οι φυσικοί στο SLAC National Accelerator Laboratory κατασκευάζουν έναν υπεραγώγιμο γραμμικό επιταχυντή μήκους 750 μέτρων για να τροφοδοτήσει ένα νέο λέιζερ ακτίνων Χ που ονομάζεται Linac Coherent Light Source-II. Μόλις εγκαθιστούσαν τον επιταχυντή όταν χτύπησε το COVID-19 και, στις 19 Μαρτίου 2020, η πολιτεία της Καλιφόρνια κυκλοφόρησε ένα καταφύγιο στη θέση του που διέκοψε τις εργασίες για 3 μήνες. Οι αξιωματούχοι συνειδητοποίησαν σύντομα ότι δεν μπορούσαν να τηρήσουν το πρόγραμμά τους, λέει ο Norbert Holtkamp, ​​διευθυντής της SLAC για το έργο.

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι μεγάλες καθυστερήσεις αυξάνουν πάντα το κόστος, λέει ο Holtkamp, ​​επειδή οι φορείς χρηματοδότησης υπολογίζουν την εργασία στο κόστος ενός έργου. Αργότερα εκείνο το καλοκαίρι, η DOE παρέτεινε την ημερομηνία ολοκλήρωσης του έργου από τον Ιούνιο του 2022 έως τον Ιανουάριο του 2024 και αύξησε το κόστος του κατά 8,7%, σε 1,136 δισεκατομμύρια δολάρια. Το μεγαλύτερο μέρος της αύξησης ήταν έκτακτο για την κάλυψη περαιτέρω καθυστερήσεων, σημειώνει ο Holtkamp. "Δεν ξέραμε πόσα κύματα COVID θα είχαμε."

Έργα λιγότερο μακριά έχουν υποφέρει από τα ίδια προβλήματα της εφοδιαστικής αλυσίδας που έχουν ταλαιπωρήσει τους καταναλωτές. Οι φυσικοί στο Εθνικό Εργαστήριο Argonne ανακατασκευάζουν την Προηγμένη Πηγή Φωτονίων, έναν επιταχυντή σωματιδίων σε σχήμα δακτυλίου χιλιομέτρου που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία έντονων ακτίνων Χ. Είχαν σχεδιάσει να ξεκινήσουν την εγκατάσταση του νέου δακτυλίου 815 εκατομμυρίων δολαρίων φέτος, αλλά το επαναπρογραμμάτισαν για τον Απρίλιο του 2023 καθώς προσπαθούσαν να αποκτήσουν, μεταξύ άλλων, τα μικροτσίπ που απαιτούνταν για τον έλεγχο των τροφοδοτικών, λέει ο Stephen Streiffer, αναπληρωτής διευθυντής επιστήμης και τεχνολογίας στο Argonne. . "Θα μιλήσετε με έναν πωλητή για ένα τσιπ που ήταν ένα προϊόν εκτός ραφιού και θα σας πουν ότι θα σας το φέρουμε σε 6 μήνες", λέει.

ΕΡΓΟ	DESCRIPTION	ΠΡΑΚΤΟΡΕΙΟ	ΤΡΕΧΟΝ ΚΟΣΤΟΣ	ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ ΒΑΣΗΣ
Αναβάθμιση Argonne Leadership Computing Facility	Υπερυπολογιστής	Τμήμα Ενέργειας	286 εκατομμύρια $	Ναι
Linac Coherent Light Source-II	λέιζερ ακτίνων Χ	Τμήμα Ενέργειας	1,14 δισεκατομμύρια $	Τέλος
Σύνθετη αναβάθμιση πηγής φωτονίου	Σύγχρονοτρον ακτίνων Χ	Τμήμα Ενέργειας	815 εκατομμύρια $	Ίσως
Η.Π.Α. συνεισφορά στο ITER	Διεθνής αντιδραστήρας σύντηξης	Τμήμα Ενέργειας	2,5 δισεκατομμύρια $	Ναι
Πείραμα μετατροπής Muon-to-Electron	Σωματιδιακή φυσική	Τμήμα Ενέργειας	274 εκατομμύρια $	Ναι
Η.Π.Α. συμβολή στην αναβάθμιση του επιταχυντή High-Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC)	Ευρωπαϊκό θρυμματιστή ατόμων	Τμήμα Ενέργειας	243 εκατομμύρια $	Ναι
Εκσυγχρονισμός υποδομής της Ανταρκτικής για την επιστήμη	Ενημέρωση σταθμού McMurdo	Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών	410 εκατομμύρια $	Ναι
Η.Π.Α. συμβολή στην αναβάθμιση του ανιχνευτή HL-LHC	Ευρωπαϊκό θρυμματιστή ατόμων	Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών	152 εκατομμύρια $	Ναι
Αστεροσκοπείο Vera C. Rubin	Τηλεσκόπιο	Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών	471 εκατομμύρια $	Ναι
Ερευνητικά Σκάφη Περιφερειακής Τάξης	Τρία πλοία 60 μέτρων	Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών	360 εκατομμύρια $	Ναι

Τώρα, ο πληθωρισμός επιβαρύνει ακόμη περισσότερο τα έργα, καθώς, για παράδειγμα, η τιμή του χάλυβα έχει διπλασιαστεί τα τελευταία 2 χρόνια. Κατ' αρχήν, ένα έργο υπό κατασκευή μπορεί να προστατεύεται από τις αυξανόμενες τιμές εάν υπογραφούν συμβόλαια με πωλητές πριν από την έναρξη του πληθωρισμού. Στην πράξη, ωστόσο, εάν οι μικροί πωλητές που κατασκευάζουν εξαιρετικά εξειδικευμένα ανταλλακτικά πρέπει να φάνε οι ίδιοι το κόστος αυξάνεται, ενδέχεται να υπάρχουν ακόμη μεγαλύτερα προβλήματα εφοδιασμού ακολουθηστε. "Υπάρχει κίνδυνος οι εταιρείες να αρχίσουν να σβήνουν λόγω του πληθωρισμού", λέει ο Streiffer.

Οι αμερικανοί ερευνητές υποστηρίζουν συχνά ότι τα έργα στην Ευρώπη και την Ασία είναι απομονωμένα από έναν παράγοντα, το αυξημένο κόστος εργασίας λόγω καθυστερήσεων, επειδή συνήθως χρεώνουν μισθούς σε εργαστήρια και όχι σε έργα. Ωστόσο, οι ερευνητές στην Ευρώπη αντιτίθενται ότι όταν ένα έργο χρειάζεται περισσότερα χρήματα, αντιμετωπίζουν μια πιο σκληρή πρόκληση να το αποκτήσουν.

Στο Λουντ της Σουηδίας, οι φυσικοί κατασκευάζουν την European Spallation Source (ESS), μια ολοκαίνουργια πηγή νετρονίων με επιταχυντή που θα είναι η πιο έντονη στον κόσμο. Οι καθυστερήσεις του COVID-19 ανάγκασαν τους ηγέτες να πάνε στα 13 κράτη μέλη του έργου για να ζητήσουν περισσότερα χρήματα, λέει ο Kevin Jones, τεχνικός διευθυντής του ESS, ο οποίος πέρασε 28 χρόνια στο Εθνικό Εργαστήριο του DOE στο Los Alamos. «Έχοντας εργαστεί στο σύστημα DOE, μπορώ να σας πω ότι το [αίτημα] ήταν πολύ πιο δύσκολο», λέει. Τον Δεκέμβριο του 2021, το διοικητικό συμβούλιο του ESS μετέβαλε την ημερομηνία ολοκλήρωσής του 2 χρόνια πίσω στον Δεκέμβριο του 2027 και αύξησε το κόστος του κατά 20% στα 3,3 δισεκατομμύρια ευρώ.

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, το NSF συνήθως ζητά από τους διαχειριστές ενός προβληματικού έργου να το «περιγράψουν» ή να περιορίσουν τις δυνατότητές του, προτού ο οργανισμός το επαναφέρει - ένα μέτρο που απαιτεί έγκριση από το κυβερνών Εθνικό Συμβούλιο Επιστημών του NSF. Ωστόσο, δεδομένων των σημερινών αντίξοων ανέμων, η NSF σχεδιάζει να επαναφέρει όλα τα έργα της, λέει ο Μάθιου Χόκινς, επικεφαλής του γραφείου μεγάλων εγκαταστάσεων της NSF. "Γιατί θα θέλαμε να αφαιρέσουμε την επιστημονική ικανότητα από ένα έργο ως πρώτο βήμα;" αυτος λεει. "Θα προτιμούσαμε να πάμε στο διοικητικό συμβούλιο και να ζητήσουμε περισσότερα χρήματα."

Αντίθετα, η DOE τηρεί την πολιτική της να περιορίζει προσεκτικά το εύρος ενός έργου προτού επαναλάβει τη βάση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι εντός του DOE, ένα επαναπροσδιορισμένο έργο πρέπει να επανεξεταστεί όχι μόνο από τους ηγέτες του Γραφείου Επιστήμης, αλλά από μια επιτροπή ανώτερων στελεχών από όλα τα μέρη του οργανισμού, λέει ο Stephen Binkley, ο κύριος αναπληρωτής διευθυντής του γραφείου. "Τότε εξετάζεται πολύ, πολύ αυστηρός και η υπόθεση πρέπει να γίνει πολύ προσεκτικά", λέει.

Οι αξιωματούχοι του DOE αναμένουν ότι τα ζητήματα της εφοδιαστικής αλυσίδας θα παραμείνουν δυσνόητα ακόμη και αν η πανδημία και ο πληθωρισμός υποχωρήσουν. Τον περασμένο μήνα, ένα Office of Science ανέφερε λεπτομερώς πιθανά σημεία συμφόρησης στις προμήθειες όλων των ειδών, από υλικά όπως το νιόβιο, ένα υπεραγώγιμο μέταλλο, έως ορισμένους τύπους λογισμικού.

Έργα που δεν έχουν ακόμη ορίσει προϋπολογισμό ή χρονοδιάγραμμα μπορεί να είναι σε θέση να αντιμετωπίσουν καλύτερα τις ελλείψεις και τον πληθωρισμό, καθώς μπορούν να βάλουν το αυξανόμενο κόστος στη βάση τους. Αλλά εάν οποιοδήποτε έργο, βασισμένο ή όχι, γίνει πολύ ακριβό, οι χρηματοδότες θα μπορούσαν απλώς να το ακυρώσουν. «Είναι κατανοητό ότι τα έργα θα μπορούσαν να εγκαταλειφθούν», λέει ο Binkley. "Αλλά, νομίζω ότι είναι δίκαιο να πούμε ότι δεν είμαστε στο σημείο που πρέπει να το κάνουμε αυτό."