>> 自然の科学 >  >> 物理

パンデミックによる封鎖、供給不足、インフレが大規模な科学プロジェクトに大混乱をもたらす

チリのアンデス山脈にある標高 2715 メートルの山、セロ パチョンの頂上で、天文学者たちは並外れた映画用カメラを製作しています。 8 メートルの望遠鏡と巨大な 3.2 ギガピクセルのカメラを備えたベラ C. ルービン天文台は、3 日に 1 回南の空をスキャンし、何十億もの銀河を特定し、超新星爆発を探し、天体の変化を追跡します。 2020 年初頭、作業員は先月までに 4 億 8,300 万ドルの望遠鏡を完成させる予定でした。 「私たちは全速力で走る貨物列車でした」と、ルービンの建設プロジェクト マネージャーであるビクター・クラベンダムは言います。

その後、COVID-19 パンデミックが発生しました。鉄鋼などの物資の不足と同様に、旅行制限により建設が遅れました。現在、このプロジェクトは完了まで 2 年残っており、そのコストは約 15% 上昇していますが、国立科学財団 (NSF) はまだ正確な数値を設定していません。 「列車が完全に停止すると、元に戻すのは困難です」と Krabbendam 氏は言います。

ルービン天文台は、パンデミック関連の遅延、サプライ チェーンの問題、そして今では 40 年で最悪のインフレにより、スケジュールが遅れ、予算を超過している世界中の多くの大規模な科学プロジェクトの 1 つにすぎません。科学者は、エンジニアが橋を建設するために使用するのと同じプロセスを使用して主要なプロジェクトを構築し、建設のすべてのステップをガイドするパフォーマンス ベースラインとして知られる詳細なコストとスケジュールを作成します。そのベースラインはほぼ神聖なものです。通常、プロジェクトが予算を超え始めると、資金提供者はコストを抑えるためにプロジェクトの一部を切り取ります。彼らはプロジェクトの予算を増やし、そのスケジュールを引き延ばします (「ベースラインを変更」します) のは、最後の手段としてのみです。

しかし、これらは平時ではありません。米国の主要な大規模施設の建設会社であるエネルギー省 (DOE) の科学局は、1 億ドル以上の費用がかかる 13 件のベースライン プロジェクトを保有しており、そのうち 6 件はベースライン変更を行っているか、または変更を検討しています。 NSF には、ルービン天文台を含む 4 つの観測所があり、それらすべてのベースラインを変更する予定です。 「これは大きな問題であり、非常に複雑な問題です」と、2 つの DOE 国立研究所の元所長であるウィリアム マディアは言います。

パンデミックにより、ほとんどのプロジェクトが予定より遅れました。 SLAC 国立加速器研究所の物理学者は、Linac Coherent Light Source-II と呼ばれる新しい X 線レーザーに電力を供給するために、長さ 750 メートルの超伝導線形加速器を構築しています。 COVID-19 が発生したとき、彼らは加速器を設置したばかりでした。2020 年 3 月 19 日に、カリフォルニア州は 3 か月間作業を停止する避難命令を出しました。 SLAC のプロジェクト担当ディレクターである Norbert Holtkamp 氏は、当局者はすぐにスケジュールを守ることができないことに気付きました。

米国では、資金提供機関がプロジェクトのコストに人件費を含めるため、長い遅延は常にコストを押し上げる、と Holtkamp 氏は言います。その夏の後半、DOE はプロジェクトの完了日を 2022 年 6 月から 2024 年 1 月に延長し、コストを 8.7% 増加させて 11 億 3,600 万ドルにしました。増加のほとんどは、さらなる遅延をカバーするための不測の事態だったとホルトカンプ氏は述べています。 「COVID の波がいくつあるかわかりませんでした。」

それほど進んでいないプロジェクトは、消費者を悩ませてきたのと同じサプライチェーンの問題に苦しんでいます.アルゴンヌ国立研究所の物理学者は、強力な X 線を生成するために使用される長さ 1 キロメートルのリング状の粒子加速器である Advanced Photon Source を再構築しています。彼らは今年、8 億 1,500 万ドルの新しいリングの設置を開始する予定でしたが、特に電源を制御するために必要なマイクロチップを入手するのに苦労したため、2023 年 4 月に予定を変更しました、と Argonne の科学技術担当副部長、Stephen Streiffer 氏は述べています。 . 「かつては既製品だったチップについてベンダーに相談すると、6 か月以内に入手できるとのことです」と彼は言います。

プロジェクト 説明 エージェンシー 現在の費用 リベースライン
Argonne Leadership Computing Facility のアップグレード スーパーコンピューター エネルギー省 2 億 8,600 万ドル はい
リニアック コヒーレント光源-II X線レーザー エネルギー省 11.4億ドル 完了
フォトン ソースの高度なアップグレード X線シンクロトロン エネルギー省 8 億 1,500 万ドル たぶん
アメリカITERへの貢献 国際核融合炉 エネルギー省 25億ドル はい
ミュオンから電子への変換実験 素粒子物理学 エネルギー省 2 億 7,400 万ドル はい
アメリカ高光度大型ハドロン衝突型加速器 (HL-LHC) 加速器のアップグレードへの貢献 ヨーロッパのアトム スマッシャー エネルギー省 2 億 4,300 万ドル はい
科学のための南極インフラ近代化 マクマード基地を更新 全米科学財団 4 億 1000 万ドル はい
アメリカHL-LHC 検出器のアップグレードへの貢献 ヨーロッパのアトム スマッシャー 全米科学財団 1 億 5,200 万ドル はい
ヴェラ C. ルービン天文台 望遠鏡 全米科学財団 4 億 7,100 万ドル はい
地域級研究船 3隻の60メートル船 全米科学財団 3 億 6,000 万ドル はい

現在、インフレはプロジェクトにさらに負担をかけています。たとえば、鉄鋼の価格は過去 2 年間で 2 倍になっています。原則として、インフレが始まる前にベンダーとの契約が締結されていれば、現在建設中のプロジェクトは価格の上昇から保護される可能性があります。ただし、実際には、高度に専門化された部品を製造する小規模なベンダーがコストの増加を自分で食べなければならない場合、さらに大きな供給の問題が発生する可能性があります。従う。 「インフレが原因で企業が倒産し始めるリスクがあります」と Streiffer 氏は言います。

米国の研究者は、ヨーロッパとアジアのプロジェクトは、プロジェクトではなく研究所に給与を請求することが多いため、遅延による人件費の増加という 1 つの要因から隔離されているとよく主張します。しかし、ヨーロッパの研究者は、プロジェクトがより多くの資金を必要とする場合、より厳しい課題に直面すると反論しています。

スウェーデンのルンドでは、物理学者が欧州破砕源 (ESS) を構築しています。これは、世界で最も強力な加速器を動力源とする真新しい中性子源です。 DOE のロスアラモス国立研究所に 28 年間勤務した ESS のテクニカル ディレクターであるケビン ジョーンズ氏は、COVID-19 の遅延により、リーダーはプロジェクトの 13 の加盟国に出向いて追加の資金を要求することを余儀なくされたと述べています。 「DOE システムで働いてきたので、[要求] はずっと難しかったと言えます」と彼は言います。 2021 年 12 月、ESS の運営評議会は、完成予定日を 2027 年 12 月に 2 年遅らせ、費用を 20% 引き上げて 33 億ユーロにしました。

米国では、NSF は通常、問題のあるプロジェクトの管理者に、機関が再ベースラインを設定する前に、問題のあるプロジェクトの「範囲を特定する」、またはその機能を削減するように依頼します。しかし、現在の逆風を考えると、NSF はすべてのプロジェクトのベースラインを変更する計画だと、NSF の大規模施設オフィスの責任者であるマシュー ホーキンス氏は述べています。 「最初のステップとして、科学の能力をプロジェクトから除外したいのはなぜですか?」彼は言い​​ます。 「取締役会に行って、もっとお金を要求したいです。」

対照的に、DOE は、再ベースラインを作成する前に、プロジェクトの範囲を慎重に調整するというポリシーに固執しています。その理由は、DOE 内では、再ベースライン化されたプロジェクトは、科学局のリーダーだけでなく、機関のすべての部門の高官で構成された委員会によってレビューされなければならないからです、と同局の主任副局長であるスティーブン ビンクリーは言います。 「その後、非常に厳しい精査が行われ、ケースを慎重に検討する必要があります」と彼は言います。

DOE 当局者は、パンデミックとインフレが弱まったとしても、サプライ チェーンの問題は厄介なままであると予想しています。先月、科学局は、超伝導金属であるニオブなどの材料から特定の種類のソフトウェアまで、あらゆるものの供給における潜在的なボトルネックを詳述しました.

予算やスケジュールをまだ設定していないプロジェクトは、上昇するコストをベースラインに組み込むことができるため、不足やインフレにうまく対処できる可能性があります。しかし、ベースライン化されているかどうかにかかわらず、いずれかのプロジェクトが高額になりすぎた場合、資金提供者は単純にそれをキャンセルできます。 「プロジェクトが中止される可能性は考えられます」とビンクリー氏は言います。 「しかし、そうしなければならない段階ではないと言って差し支えないと思います。」


  1. 静電気の問題と解決策
  2. 熱電発電機:原理、メカニズム、材料
  3. 交流電流、電圧のピーク値と実効値
  4. 重ね合わせの原理
  5. 重心と衝突 – 重要な質問
  6. 波面