一个小小的阿拉伯国家如何在六年内从零开始建立火星任务

当阿拉伯联合酋长国（UAE）在2014年宣布将在该国50周年国庆日（2021年12月）之前向火星发射探测任务时，这看起来像是一场胜算极小的豪赌。当时，该国没有航天机构，没有行星科学家，并且只是在最近才发射了第一颗卫星。这支迅速组建的工程师团队，平均年龄为27岁，经常听到同样的嘲讽。“你们这群孩子。你们怎么可能到达火星？” 萨拉·阿尔·阿米里说道，她最初是一名计算机工程师，也是该项目的首席科学家。

六年过去了，当阿尔·阿米里在二月份欣赏该国完全组装好的火星探测器进行测试时，她脸上露出了笑容。在迪拜穆罕默德·本·拉希德航天中心（MBRSC）明亮、洁净的房间里，工程师们正在测试这辆汽车大小的探测器，然后将其运往日本的种子岛航天中心。它将在7月15日开始的三周窗口期的某个时间发射。

阿联酋火星任务（EMM）将成为任何阿拉伯国家的首次星际探险，但这不仅仅是一个技术演示项目。一旦它在2021年2月抵达这颗红色星球，这颗被称为“希望”（阿拉伯语为“Amal”）的探测器将绘制出第一张全球火星大气层地图。而且，与通常的太空任务略有不同， EMM将向国际科学界发布其数据，且不设禁运期。

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科罗拉多大学博尔德分校的工程师布雷特·兰丁说，在六年内从地球轨道卫星发展到深空任务是“不可思议的”，他领导着该任务的航天器团队。阿联酋聘请了这位美国工程师，建立了一种不寻常的伙伴关系，科罗拉多团队既提供指导也提供建设方面的专业知识。“我以前从未见过这样的事情，”兰丁说。

但对于阿联酋人来说，太空科学目标是次要的。这个石油资源丰富的小海湾国家面临着经济和环境挑战，希望火星项目能够通过鼓励基础科学研究和学位课程，并激励整个阿拉伯国家的年轻人，来加速其向知识经济的转型。与之前的重大港口和道路项目一样，火星任务也是一个旨在引起“思维方式的重大转变”的大型项目，该任务的项目经理奥姆兰·沙拉夫说。他说，驱动因素“不是太空，而是经济”。

阿尔·阿米里说，现在还处于早期阶段，但有迹象表明它正在奏效，她同时也是该国先进科学国务部长。她组建了一支行星科学家团队，他们是“重新编程”的工程师，并且在过去几年中，阿联酋顶尖大学开设了天文学、物理学和其他基础科学的新学位课程。女性占团队的34%（见“阿联酋科学界的女性”），占任务科学家的80%。阿联酋政府目前正在考虑参与未来的月球任务，并考虑设立该国首个国家级资助项目。

但阿联酋还有很长的路要走。在其大约100所高等教育机构中，只有少数几所从事研究工作，阿尔·阿米里估计，全职学术研究人员可能只有几百人。高等教育和阿联酋航天局主席艾哈迈德·贝尔胡勒说，尽管该国有很多工程师和技术人员，但“我们发现我们非常缺乏科学家”，阿联酋航天局与火星任务同时于2014年成立。

如果他们能够成功实现经济转型，那将比从火星获取数据更有价值。阿尔·阿米里说，到达火星固然重要，但“我们如何到达那里更重要”。

超越石油

阿联酋的大部分地区都非常新，感觉就像未来。但迪拜的哈利法塔（世界最高的建筑）和无人驾驶地铁系统与该国最初由不同部落组成的贫困社区在1971年从英国独立后联合起来的历史相去甚远。自那时以来，石油财富和大胆的基础设施项目帮助这个沙漠国家转变为全球商业、航运和旅游中心，并成为世界上人均最富有的国家之一。“阿联酋从一开始所做的一切都是为了生存，”沙拉夫说。

但是，帮助阿联酋主要城市蓬勃发展的行业也已被证明容易受到一系列经济崩溃的影响，而“阿拉伯之春”震惊了该地区。石油财富的某些方面造成了长期问题，特别是阿联酋高薪的政府工作和对公民的慷慨补贴，公民仅占人口的12%（人口主要由移民组成）。在整个海湾地区，这些因素长期以来使得在初创企业、私营部门或研究机构工作缺乏吸引力。华盛顿特区战略与国际研究中心中东项目主任乔恩·奥特曼说，尽管阿联酋以其惊人的目标而闻名，但其公民通常缺乏雄心壮志。“政府多年来一直试图创造替代途径和替代激励措施，让人们渴望追求比低门槛政府工作更高的目标，”他说。

该国不仅石油即将枯竭，而且在为其人口提供足够的食物和水方面也面临着重大挑战。阿联酋本科生倾向于学习工程或商业，但只有不到 5% 的人攻读包括医学在内的基础科学学位，或继续攻读博士学位。联合国教科文组织的数据显示，该国在 2010 年之前没有培养出博士毕业生——而在 2017 年，博士生占高等教育人口的比例不到 0.8%，仅为阿拉伯国家总体水平的一半。尽管女性几乎占所有大学毕业生的 60%，以及科学、技术、工程和数学（STEM）领域毕业生的 41%，但将这种人才转化为劳动力，尤其是在科学领域，已被认为是一项挑战（见“科学的崛起”）。

利用火星项目创造科学就业机会，并激励年轻的阿联酋人渴望从事科学工作的想法，直接来自高层——2013年底的一次内阁务虚会。当时是该国为数不多的卫星工程师之一的沙拉夫直接接到了阿联酋副总统兼总理穆罕默德·本·拉希德·阿勒马克图姆的电话，询问该国是否可以在 2021 年之前前往火星。

阿尔·阿米里说，火星任务比将卫星停泊到近地轨道要复杂得多，而且从历史上看，大约有一半的火星之旅都失败了。前往火星的航天器需要高度自主，以应对与地球的通信延迟（最长可达 22 分钟）。它还必须能够承受起飞时的极端力量，并采用复杂的推进和导航系统才能进入火星轨道，而阿联酋在这方面没有任何专业知识。“你不能醒来说我想去火星。我想建造一个航天器。你必须真正学会它，”贝尔胡勒说。

为了做到这一点，该国利用了外国专业知识，采用了一种以前就显示出成功模式的模型。2007 年，阿联酋聘请了韩国公司 Satrec Initiative 设计和建造其第一颗卫星，条件是该公司也培训阿联酋工程师。到 2018 年，阿联酋已经能够发射一颗完全在国内设计和建造的卫星。

阿联酋将相同的流程应用于火星任务，聘请了 NASA 任务的老手，主要是科罗拉多大学博尔德分校的人员，与他们并肩工作，并提供关于如何将探测器送往另一个星球的培训。兰丁领导着该任务由 45 人组成的国际航天器团队，他说，一开始他听到有人暗示阿联酋可能只是在花钱购买进入太空的门票。“绝对不是，毫无疑问，这个任务不是这样运作的，”他说。

沙拉夫被他的上级告知要“建造它，而不是购买它”，以便在阿联酋国内培养技能。因此，在沙拉夫的领导下，美国和阿联酋工程师共同参与了任务开发的每个环节，从设计到制造，工作主要在博尔德进行，但也包括在 MBRSC 进行。许多阿联酋工程师，有些人一次离开家人长达六个月，获得了完整的落基山脉体验，包括滑雪和露营。“我结交的一些友谊将持续一生，”兰丁说。

沙拉夫拒绝提供任务的预算，称计划在“希望”号进入火星轨道后公开总体成本。然而，他坚持认为，快速的六年周转期并非是将资金投入问题的结果。沙拉夫说，最重要的是领导层支持做出快速决策。由于缺乏任何本土行星科学家，通常需要通过公开程序提出有效载荷，因此任务负责人也通过绕过通常的竞争性评估节省了时间。

培训热情洋溢的年轻阿联酋人，并在 NASA 早期年代那种大胆、敢于冒险的环境中工作，还带来了额外的益处，使这项任务成为“我职业生涯中最令人兴奋的事情”，兰丁说，他是一位经验丰富的 NASA 任务老手，参与过包括两次火星探测车任务在内的多个项目。他经常被问及阿联酋如何对待女性，他很乐意说女性的代表性很好，事实上，在阿联酋团队中所占的比例比美国团队要大得多。

科学目标

为了实现其科学目标，阿联酋求助于火星探测计划分析小组，这是一个由 NASA 领导的国际论坛，该论坛就未来火星任务中要解决的知识空白达成一致。“对我们来说，融入一个不仅与阿联酋而且与全球科学界相关的科学领域非常重要，”阿尔·阿米里说。

EMM 团队随后选择了仪器和轨道，这将填补一个主要的知识空白：火星大气层如何在每日和季节性周期中变化。“希望”号的创新之处在于其特殊的轨道。它采取了一条宽阔而遥远的路线，因此它将成为第一个全面描绘火星大气层、云层、气体和尘暴的探测器，覆盖整个一天，而不是在单个时间段或地点。该任务的数据也将完全开放供所有人研究。

科学团队的成员，他们从工程师转变为撰写与任务相关的论文，说他们曾经在国际会议上感到引人注目，因为他们的服装。但现在他们是常客，交换数据并进行演讲。“我们的头巾仍然让我们与众不同，”法特玛·卢塔赫说，她是一位化学工程师，负责该任务的紫外线光谱仪。“但现在我认识很多人，感觉自己是社区的一份子。”

卢塔赫希望很快就会有科学专业的毕业生加入团队。MBRSC 的员工人数已经从 70 人增加到 200 多人，该中心还定期派遣研究人员出国交流，并接待本科生研究实习生。

许多实习生来自刚刚开始提供相关领域学术课程的大学。五所大学已经开设了基础科学课程：例如，沙迦美国大学已经开设了物理学学士学位课程，阿布扎比哈利法大学已经开设了航空航天工程课程。与此同时，国家空间科学与技术中心（NSSTC）于 2016 年在艾因的阿拉伯联合酋长国大学成立，已迅速成为毕业生研究工作的来源。

贝尔胡勒说，火星任务正在帮助激发人们对 STEM 科目的更多兴趣。阿联酋国民 STEM 大学课程的入学人数每年增长约 12%，是入学总趋势的六倍，其中女性的增幅最高。

贝尔胡勒说，在阿联酋首位宇航员哈扎·曼苏里于 2019 年前往国际空间站的帮助下，对太空的热情正在整个地区蔓延。今年早些时候，阿联酋宣布将领导由 11 个阿拉伯国家组成的联盟，在 NSSTC 建造一颗气候监测卫星。自 2014 年以来，沙特阿拉伯和巴林也建立了各自的机构。贝尔胡勒说，EMM 是推动阿联酋更广泛研究的公众形象。根据 2017 年启动的计划，该国计划到 2030 年将本土博士毕业生人数增加两倍，并将通过更灵活的签证计划吸引外国研究人员来补充这一目标。

贝尔胡勒的部门希望，内阁将在今年晚些时候批准他关于设立国家竞争性研究基金的提案，该基金将通过为大学的科学领域提供长期、稳定的支持来促进科学发展，包括吸引国外学者的资金。一个为期四年、由部门管理的 1 亿迪拉姆（2700 万美元）的试点项目已经在进行中，为选定的研究项目提供多年资助，下一轮应该“规模更大”，他说。

阿联酋国内生产总值中用于研发的份额已经从 2011 年的 0.5% 上升到 2018 年的 1.3%，并有望在明年年底达到 1.5% 的目标。阿联酋计划继续在太空领域发力。它计划在迪拜郊外建造一座“火星科学城”，该城市将致力于研究和教育，以及娱乐。与许多其他国家一样，阿联酋现在也在考虑将航天器，甚至可能是人送上月球。

许多国外研究人员对阿联酋进军太空领域感到兴奋。“我喜欢听团队谈论他们为什么要执行这项任务，将其视为在中东地区激发兴奋和希望的鼓舞人心的目标，”麻省理工学院航空航天工程和政策专家丹妮尔·伍德说，该学院位于剑桥。

另一项既定的政府计划是最终成为火星定居点的一部分——尽管要到 2117 年。“我们仍然坚持我们前往火星的长期愿望，但月球是实现这一目标的垫脚石，”贝尔胡勒说。德克萨斯州休斯顿市莱斯大学海湾历史学家克里斯蒂安·科茨·乌尔里森说，即使这些声明只不过是一种噱头，“希望”号任务确实为阿联酋带来了技能。他说，这有助于让新一代阿联酋人从事科学和技术工作，这是实现经济多元化道路上的一步。

鉴于该国最近才开始授予博士学位，STEM 教育和研究的蓬勃发展可能暂时需要外国科学家的投入。到目前为止，阿联酋的主要城市在吸引来自世界各地的商业人才方面没有任何困难，但学者可能会更难吸引。科茨·乌尔里森警告说，尽管阿联酋认为自己是一个宽容和自由的社会（它甚至有一个“宽容部”），但自 2011 年“阿拉伯之春”以来，政府对言论自由的打压有所加强，他说。

他说，不参与政治的科学家不会遇到问题。但他表示，如果研究人员发表政治敏感或违背阿联酋政府议程的意见，则可能面临逮捕和拘留的风险。“就什么可以和不可以说的方面而言，阿联酋是世界上监控最严密的社会之一，”他说。一些其他法律，虽然很少执行，但也引起了外国人的担忧，例如禁止异性婚姻以外的所有性行为的法律。

维持扩大科学能力的势头也可能很困难，因为即使在疫情导致经济放缓和原油价格减半之前，阿联酋的经济也一直在苦苦挣扎。奥特曼说，该国已经取得了显著进展，但其宏大计划的另一面可能是缺乏持久力。“他们面临的许多挑战都是保持对后续行动的关注，因为总会有一些闪亮的新事物出现，”他说。

今年早些时候，EMM 国际审查委员会的成员告诉阿尔·阿米里，早在 2015 年，他们就怀疑这项任务是否会成功，尽管他们当时没有告诉她。但她已经习惯了成为弱者。“我们是一个新的国家，在全球视角下，我们在竞争中迟到了。人们认为这很疯狂是很自然的，”她说。她说，一个国家不可能像阿联酋那样快速发展，而没有大胆的项目。“对我们来说，这不是奢侈品。这不是噱头。这绝对是发展技能和能力，以及作为一个整体发展国家的必要条件。”

本文经许可转载，并于 2020 年 7 月 8 日首次发布。