Έχετε βαρυτικά κύματα; Ευχαριστώ την προσέγγιση των NSF για την κατασκευή μεγάλων εγκαταστάσεων

Κανείς δεν σκέφτεται τους κυβερνητικούς γραφειοκράτες όταν χαιρετίζουν μια επιστημονική ανακάλυψη. Αλλά η χθεσινή ανακοίνωση ότι οι ερευνητές που εργάζονται στο Παρατηρητήριο Βαρυτικών Κυμάτων Συμβολομέτρου Λέιζερ (LIGO) ανίχνευσαν βαρυτικά κύματα μπορεί να μην είχαν συμβεί ποτέ χωρίς μια προηγούμενη, μη επιστημονική ανάπτυξη. Το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (NSF)—μια υπηρεσία των ΗΠΑ που ιστορικά επικεντρωνόταν στη χρηματοδότηση μικρής κλίμακας ακαδημαϊκής έρευνας— έπρεπε πρώτα να βρει πώς να διαχειριστεί το οικονομικά επικίνδυνο έργο της κατασκευής μιας μεγάλης και δαπανηρής επιστημονικής εγκατάστασης.

Πριν από περισσότερο από ένα τέταρτο του αιώνα, οι φυσικοί ζήτησαν από την NSF να ξοδέψει σχεδόν 300 εκατομμύρια δολάρια σε ένα όργανο για τη μέτρηση των βαρυτικών κυμάτων που οι ερευνητές είχαν προβλέψει ότι θα προέκυπταν από ένα κατακλυσμικό γεγονός στο βαθύ διάστημα, όπως η συγχώνευση δύο μαύρων τρυπών. Δεν ήταν εύκολη πώληση. Το έργο θα απαιτούσε τεχνολογικά άλματα και όρια που ακόμη και άλλοι επιστήμονες βρήκαν απίστευτα, θυμάται ο Rainer Weiss, φυσικός στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης στο Κέμπριτζ, ο οποίος περιέγραψε την αρχική ιδέα για το LIGO σε χαρτί το 1972. «Οι άνθρωποι νόμιζαν ότι ήμασταν τρελοί». λέει.

Αλλά ο Weiss κέρδισε την υποστήριξη του μακροχρόνιου υπεύθυνου προγράμματος NSF Richard Isaacson και την επόμενη δεκαετία ο οργανισμός παρείχε εκατομμύρια δολάρια σε ερευνητικές επιχορηγήσεις για να προωθήσει την ιδέα. Το NSF ήταν εντάξει με το γεγονός ότι οι ερευνητές δεν περίμεναν να ανιχνεύσουν τέτοια κύματα για περισσότερο από μια δεκαετία, και μόνο αφού το όργανο είχε αναβαθμιστεί. Ανησυχούσαν όμως πολύ ότι το LIGO, το πιο δαπανηρό έργο στην ιστορία του οργανισμού, θα έσκαγε στον προϋπολογισμό όχι μόνο για την αστροφυσική, αλλά για όλη τη διεύθυνση φυσικών επιστημών του NSF και, πιθανώς, τον ίδιο τον οργανισμό.

Δεν ήταν ένας άσκοπος φόβος. Άλλες ομοσπονδιακές υπηρεσίες είχαν δει το κόστος των μεγάλων επιστημονικών εγκαταστάσεων να ξεφεύγουν από τον έλεγχο, προκαλώντας όλεθρο με τους προϋπολογισμούς τους, ενοχλώντας τους ερευνητές και προκαλώντας σκληρή κριτική από τους νομοθέτες.

Ένας νέος λογαριασμός

Δημιουργήθηκε το 1950, το NSF είχε κερδίσει μια εξαιρετική φήμη χρηματοδοτώντας βασική έρευνα σε πανεπιστημιουπόλεις. Σε αντίθεση με τα μεγαλύτερα κυβερνητικά ξαδέρφια της, η NSF δεν διαχειριζόταν μεγάλα εθνικά εργαστήρια (όπως το Υπουργείο Ενέργειας), ούτε κατασκεύαζε δαπανηρά επιστημονικά ωφέλιμα φορτία για διαστημόπλοια (όπως η NASA). Αλλά από τα τέλη της δεκαετίας του 1980, ορισμένοι ακαδημαϊκοί κλάδοι είχαν αρχίσει να ισχυρίζονται ότι χρειάζονταν μοναδικές μεγάλες εγκαταστάσεις όπως το LIGO για να παραμείνουν ανταγωνιστικοί παγκοσμίως. Και στράφηκαν στο NSF για βοήθεια.

Με προϋπολογισμό που ανερχόταν στα 2 δισεκατομμύρια δολάρια το 1990, η NSF είχε ελάχιστο χώρο —και λίγη εμπειρία— στην αντιμετώπιση έργων όπως το LIGO. «Ήταν τρελό», θυμάται ο τότε διευθυντής του NSF Neal Lane, τώρα καθηγητής πανεπιστημίου στο Πανεπιστήμιο Rice στο Χιούστον του Τέξας, σχετικά με την παραδοσιακή προσέγγιση του οργανισμού για την υποστήριξη της επιστήμης. "Καταλήξατε να κόψετε επιχορηγήσεις για να χρηματοδοτήσετε μια μεγάλη νέα διευκόλυνση."

Έτσι, οι αξιωματούχοι του NSF συζήτησαν με το εποπτικό τους όργανο, το Εθνικό Συμβούλιο Επιστημών, και κατέληξαν στην ιδέα να δημιουργήσουν κάτι νέο για τον οργανισμό:έναν ξεχωριστό προϋπολογισμό κεφαλαίου για έργα από τούβλα και κονίαμα. Θα επέτρεπε στο Κογκρέσο να υποστηρίξει πολυετή έργα χωρίς να χρειάζεται να συρρικνώσει το δοχείο για επιχορηγήσεις έρευνας. Το ονόμασαν λογαριασμό Major Research Equipment (MRE).

Η NSF πούλησε την ιδέα στο Κογκρέσο με τη βοήθεια ισχυρών νομοθετών από πολιτείες με κεκτημένο ενδιαφέρον για το LIGO—ιδίως τη Λουιζιάνα, μία από τις δύο πολιτείες που θα φιλοξενούσαν την εγκατάσταση, και τη Μασαχουσέτη, η οποία είχε συνεργαστεί με το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Caltech) στην Πασαντίνα για να σχεδιάσει το έργο.

Το Κογκρέσο υιοθέτησε την ιδέα το 1994, ακριβώς στην κατάλληλη στιγμή για να χειριστεί την αύξηση του LIGO, το οποίο διαχειριζόταν η Caltech. (Οι συγκρούσεις στην ανώτερη διοίκηση του έργου είχαν οδηγήσει σε παύση 1 έτους στην κατασκευή, η οποία είχε ξεκινήσει το 1992. Η NSF έκανε δύο κινήσεις που διόρθωσαν το πλοίο:εγκρίνοντας την αντικατάσταση του ιδρυτικού διευθυντή του έργου Rochus Vogt με τον Barry Barish και διορίζοντας έναν νέο διευθυντής έργου στο NSF για την επίβλεψη των λειτουργιών.)

Το LIGO ξεκίνησε να ασχολείται με την επιστήμη το 2002, 4 χρόνια αργότερα από ό,τι είχε αρχικά προγραμματιστεί. Το 2008, η NSF άρχισε να δημιουργεί μια ενημέρωση 205 εκατομμυρίων δολαρίων, που ονομάζεται LIGO II, και την ολοκλήρωσε πέρυσι.

Το LIGO ήταν το πρώτο έργο που επωφελήθηκε από τον λογαριασμό MRE, θυμάται ο Lane. Ο νέος λογαριασμός διευκόλυνε επίσης το NSF να καλύψει ένα άλμα 40% στην αρχική εκτίμηση κόστους του LIGO, μια αύξηση που διαφορετικά σχεδόν σίγουρα θα απαιτούσε τον περιορισμό των υπαρχόντων προγραμμάτων.

Η γραφειοκρατική κληρονομιά του LIGO

Ο λογαριασμός MRE έχει πλέον γίνει προσάρτημα στις λειτουργίες του NSF. Στα πρώτα χρόνια της χρηματοδότησε τα δίδυμα τηλεσκόπια Gemini 8 μέτρων στη Χαβάη και τη Χιλή, έναν νέο σταθμό του Νότιου Πόλου στην Ανταρκτική και αυτό που τελικά έγινε μια σειρά από τηλεσκόπια χιλιοστών δισεκατομμυρίων δολαρίων στη Χιλή. Τώρα, χρηματοδοτούμενος σε επίπεδο σταθερής κατάστασης περίπου 200 εκατομμυρίων δολαρίων ετησίως, ο λογαριασμός MREFC (οι λέξεις "κατασκευή εγκαταστάσεων" προστέθηκαν αργότερα στο όνομά του) φέτος υποστηρίζει εργασίες για το ηλιακό τηλεσκόπιο Daniel K. Inouye $344 εκατ., το ηλιακό τηλεσκόπιο Daniel K. Inouye $473 εκατ. Μεγάλο Συνοπτικό Τηλεσκόπιο Έρευνας και το Εθνικό Δίκτυο Οικολογικών Παρατηρητηρίων 434 εκατομμυρίων δολαρίων ή NEON.

Αν και ο λογαριασμός έχει χρησιμοποιηθεί κυρίως για την κατασκευή εγκαταστάσεων στις φυσικές επιστήμες, η συμπερίληψη του NEON, του πρώτου έργου που υποστηρίζεται από τη διεύθυνση βιολογίας του NSF, δεν είναι τυχαία. «Ο λογαριασμός MRE είχε σκοπό να ενθαρρύνει τους κλάδους να έχουν μια μακροπρόθεσμη άποψη για τις εγκαταστάσεις που χρειάζονταν για να παραμείνουν στην αιχμή της επιστήμης», λέει ο Lane, ένας φυσικός. Το 2014, για παράδειγμα, η NSF ολοκλήρωσε την κατασκευή του Ocean Observatories Initiative 384 εκατομμυρίων δολαρίων, μιας παγκόσμιας σειράς θαλάσσιων και σεισμικών οργάνων. Ο λογαριασμός έχει επίσης χρηματοδοτήσει το Sikuliaq που ανατέθηκε πρόσφατα , ένα ερευνητικό σκάφος ικανό για πάγο που εργάζεται τώρα στην Αρκτική.

Πολλά από αυτά τα έργα έχουν προχωρήσει ομαλά, ενώ άλλα έχουν δυσκολευτεί. Μόλις την περασμένη εβδομάδα, ένας ανώτερος αξιωματούχος του NSF υποσχέθηκε στην επιστημονική επιτροπή της Βουλής των Αντιπροσώπων των ΗΠΑ ότι ο οργανισμός θα ακολουθούσε τις συστάσεις σε μια νέα έκθεση της ανεξάρτητης Εθνικής Ακαδημίας Δημόσιας Διοίκησης που περιγράφει λεπτομερώς πώς η NSF χρειάζεται να βελτιώσει την επίβλεψή της σε τέτοια μεγάλα έργα. Ταυτόχρονα, η NSF αναζητά μια νέα ομάδα για τη διαχείριση του NEON, το οποίο το περασμένο καλοκαίρι συρρικνώθηκε σε μέγεθος και εμβέλεια αφού το κόστος του εκτινάχθηκε στα ύψη και η κατασκευή έπεσε πίσω από το χρονοδιάγραμμα.

Οι υπεύθυνοι του NSF παραδέχονται πρόθυμα ότι η κατασκευή και η διαχείριση μεγάλων επιστημονικών εγκαταστάσεων παραμένει μια πρόκληση. "Καθώς κάνουμε περισσότερα έργα μαθαίνουμε", λέει η διευθύντρια του NSF France Cordóva, στο Άρλινγκτον της Βιρτζίνια.

Προς το παρόν, ωστόσο, αυτή και άλλοι υπάλληλοι της NSF απολαμβάνουν τη δόξα της ανακάλυψης του LIGO. Στο μυαλό τους, η ανίχνευση ενός βαρυτικού κύματος είναι μια κραυγαλέα επικύρωση της απόφασής τους πριν από περισσότερες από 2 δεκαετίες να ασχοληθούν με τον κατασκευαστικό κλάδο. "Το NSF αρέσκεται να θεωρεί τον εαυτό του ως τον οργανισμό που μπορεί να αναλάβει έργα υψηλού κινδύνου και υψηλής ανταμοιβής", λέει ο Cordova, "και αυτό είναι σίγουρα ένα από αυτά."

Με αναφορά από τον Adrian Cho.