一個小小的阿拉伯國家如何在六年內從零開始建立火星任務

當阿拉伯聯合大公國（UAE）在2014年宣佈將在該國50週年國慶日（2021年12月）之前向火星發射探測任務時，這看起來像是一場勝算極小的豪賭。當時，該國沒有航天機構，沒有行星科學家，並且只是在最近才發射了第一顆衛星。這支迅速組建的工程師團隊，平均年齡為27歲，經常聽到同樣的嘲諷。“你們這群孩子。你們怎麼可能到達火星？” 薩拉·阿爾·阿米里說道，她最初是一名計算機工程師，也是該專案的首席科學家。

六年過去了，當阿爾·阿米里在二月份欣賞該國完全組裝好的火星探測器進行測試時，她臉上露出了笑容。在迪拜穆罕默德·本·拉希德航天中心（MBRSC）明亮、潔淨的房間裡，工程師們正在測試這輛汽車大小的探測器，然後將其運往日本的種子島航天中心。它將在7月15日開始的三週視窗期的某個時間發射。

阿聯酋火星任務（EMM）將成為任何阿拉伯國家的首次星際探險，但這不僅僅是一個技術演示專案。一旦它在2021年2月抵達這顆紅色星球，這顆被稱為“希望”（阿拉伯語為“Amal”）的探測器將繪製出第一張全球火星大氣層地圖。而且，與通常的太空任務略有不同， EMM將向國際科學界釋出其資料，且不設禁運期。

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科羅拉多大學博爾德分校的工程師佈雷特·蘭丁說，在六年內從地球軌道衛星發展到深空任務是“不可思議的”，他領導著該任務的航天器團隊。阿聯酋聘請了這位美國工程師，建立了一種不尋常的夥伴關係，科羅拉多團隊既提供指導也提供建設方面的專業知識。“我以前從未見過這樣的事情，”蘭丁說。

但對於阿聯酋人來說，太空科學目標是次要的。這個石油資源豐富的小海灣國家面臨著經濟和環境挑戰，希望火星專案能夠透過鼓勵基礎科學研究和學位課程，並激勵整個阿拉伯國家的年輕人，來加速其向知識經濟的轉型。與之前的重大港口和道路專案一樣，火星任務也是一個旨在引起“思維方式的重大轉變”的大型專案，該任務的專案經理奧姆蘭·沙拉夫說。他說，驅動因素“不是太空，而是經濟”。

阿爾·阿米里說，現在還處於早期階段，但有跡象表明它正在奏效，她同時也是該國先進科學國務部長。她組建了一支行星科學家團隊，他們是“重新程式設計”的工程師，並且在過去幾年中，阿聯酋頂尖大學開設了天文學、物理學和其他基礎科學的新學位課程。女性佔團隊的34%（見“阿聯酋科學界的女性”），佔任務科學家的80%。阿聯酋政府目前正在考慮參與未來的月球任務，並考慮設立該國首個國家級資助專案。

但阿聯酋還有很長的路要走。在其大約100所高等教育機構中，只有少數幾所從事研究工作，阿爾·阿米里估計，全職學術研究人員可能只有幾百人。高等教育和阿聯酋航天局主席艾哈邁德·貝爾胡勒說，儘管該國有很多工程師和技術人員，但“我們發現我們非常缺乏科學家”，阿聯酋航天局與火星任務同時於2014年成立。

如果他們能夠成功實現經濟轉型，那將比從火星獲取資料更有價值。阿爾·阿米里說，到達火星固然重要，但“我們如何到達那裡更重要”。

超越石油

阿聯酋的大部分地區都非常新，感覺就像未來。但迪拜的哈利法塔（世界最高的建築）和無人駕駛地鐵系統與該國最初由不同部落組成的貧困社群在1971年從英國獨立後聯合起來的歷史相去甚遠。自那時以來，石油財富和大膽的基礎設施專案幫助這個沙漠國家轉變為全球商業、航運和旅遊中心，併成為世界上人均最富有的國家之一。“阿聯酋從一開始所做的一切都是為了生存，”沙拉夫說。

但是，幫助阿聯酋主要城市蓬勃發展的行業也已被證明容易受到一系列經濟崩潰的影響，而“阿拉伯之春”震驚了該地區。石油財富的某些方面造成了長期問題，特別是阿聯酋高薪的政府工作和對公民的慷慨補貼，公民僅佔人口的12%（人口主要由移民組成）。在整個海灣地區，這些因素長期以來使得在初創企業、私營部門或研究機構工作缺乏吸引力。華盛頓特區戰略與國際研究中心中東專案主任喬恩·奧特曼說，儘管阿聯酋以其驚人的目標而聞名，但其公民通常缺乏雄心壯志。“政府多年來一直試圖創造替代途徑和替代激勵措施，讓人們渴望追求比低門檻政府工作更高的目標，”他說。

該國不僅石油即將枯竭，而且在為其人口提供足夠的食物和水方面也面臨著重大挑戰。阿聯酋本科生傾向於學習工程或商業，但只有不到 5% 的人攻讀包括醫學在內的基礎科學學位，或繼續攻讀博士學位。聯合國教科文組織的資料顯示，該國在 2010 年之前沒有培養出博士畢業生——而在 2017 年，博士生佔高等教育人口的比例不到 0.8%，僅為阿拉伯國家總體水平的一半。儘管女性幾乎佔所有大學畢業生的 60%，以及科學、技術、工程和數學（STEM）領域畢業生的 41%，但將這種人才轉化為勞動力，尤其是在科學領域，已被認為是一項挑戰（見“科學的崛起”）。

利用火星專案創造科學就業機會，並激勵年輕的阿聯酋人渴望從事科學工作的想法，直接來自高層——2013年底的一次內閣務虛會。當時是該國為數不多的衛星工程師之一的沙拉夫直接接到了阿聯酋副總統兼總理穆罕默德·本·拉希德·阿勒馬克圖姆的電話，詢問該國是否可以在 2021 年之前前往火星。

阿爾·阿米里說，火星任務比將衛星停泊到近地軌道要複雜得多，而且從歷史上看，大約有一半的火星之旅都失敗了。前往火星的航天器需要高度自主，以應對與地球的通訊延遲（最長可達 22 分鐘）。它還必須能夠承受起飛時的極端力量，並採用複雜的推進和導航系統才能進入火星軌道，而阿聯酋在這方面沒有任何專業知識。“你不能醒來說我想去火星。我想建造一個航天器。你必須真正學會它，”貝爾胡勒說。

為了做到這一點，該國利用了外國專業知識，採用了一種以前就顯示出成功模式的模型。2007 年，阿聯酋聘請了韓國公司 Satrec Initiative 設計和建造其第一顆衛星，條件是該公司也培訓阿聯酋工程師。到 2018 年，阿聯酋已經能夠發射一顆完全在國內設計和建造的衛星。

阿聯酋將相同的流程應用於火星任務，聘請了 NASA 任務的老手，主要是科羅拉多大學博爾德分校的人員，與他們並肩工作，並提供關於如何將探測器送往另一個星球的培訓。蘭丁領導著該任務由 45 人組成的國際航天器團隊，他說，一開始他聽到有人暗示阿聯酋可能只是在花錢購買進入太空的門票。“絕對不是，毫無疑問，這個任務不是這樣運作的，”他說。

沙拉夫被他的上級告知要“建造它，而不是購買它”，以便在阿聯酋國內培養技能。因此，在沙拉夫的領導下，美國和阿聯酋工程師共同參與了任務開發的每個環節，從設計到製造，工作主要在博爾德進行，但也包括在 MBRSC 進行。許多阿聯酋工程師，有些人一次離開家人長達六個月，獲得了完整的落基山脈體驗，包括滑雪和露營。“我結交的一些友誼將持續一生，”蘭丁說。

沙拉夫拒絕提供任務的預算，稱計劃在“希望”號進入火星軌道後公開總體成本。然而，他堅持認為，快速的六年週轉期並非是將資金投入問題的結果。沙拉夫說，最重要的是領導層支援做出快速決策。由於缺乏任何本土行星科學家，通常需要透過公開程式提出有效載荷，因此任務負責人也透過繞過通常的競爭性評估節省了時間。

培訓熱情洋溢的年輕阿聯酋人，並在 NASA 早期年代那種大膽、敢於冒險的環境中工作，還帶來了額外的益處，使這項任務成為“我職業生涯中最令人興奮的事情”，蘭丁說，他是一位經驗豐富的 NASA 任務老手，參與過包括兩次火星探測車任務在內的多個專案。他經常被問及阿聯酋如何對待女性，他很樂意說女性的代表性很好，事實上，在阿聯酋團隊中所佔的比例比美國團隊要大得多。

科學目標

為了實現其科學目標，阿聯酋求助於火星探測計劃分析小組，這是一個由 NASA 領導的國際論壇，該論壇就未來火星任務中要解決的知識空白達成一致。“對我們來說，融入一個不僅與阿聯酋而且與全球科學界相關的科學領域非常重要，”阿爾·阿米里說。

EMM 團隊隨後選擇了儀器和軌道，這將填補一個主要的知識空白：火星大氣層如何在每日和季節性週期中變化。“希望”號的創新之處在於其特殊的軌道。它採取了一條寬闊而遙遠的路線，因此它將成為第一個全面描繪火星大氣層、雲層、氣體和塵暴的探測器，覆蓋整個一天，而不是在單個時間段或地點。該任務的資料也將完全開放供所有人研究。

科學團隊的成員，他們從工程師轉變為撰寫與任務相關的論文，說他們曾經在國際會議上感到引人注目，因為他們的服裝。但現在他們是常客，交換資料並進行演講。“我們的頭巾仍然讓我們與眾不同，”法特瑪·盧塔赫說，她是一位化學工程師，負責該任務的紫外線光譜儀。“但現在我認識很多人，感覺自己是社群的一份子。”

盧塔赫希望很快就會有科學專業的畢業生加入團隊。MBRSC 的員工人數已經從 70 人增加到 200 多人，該中心還定期派遣研究人員出國交流，並接待本科生研究實習生。

許多實習生來自剛剛開始提供相關領域學術課程的大學。五所大學已經開設了基礎科學課程：例如，沙迦美國大學已經開設了物理學學士學位課程，阿布扎比哈利法大學已經開設了航空航天工程課程。與此同時，國家空間科學與技術中心（NSSTC）於 2016 年在艾因的阿拉伯聯合大公國大學成立，已迅速成為畢業生研究工作的來源。

貝爾胡勒說，火星任務正在幫助激發人們對 STEM 科目的更多興趣。阿聯酋國民 STEM 大學課程的入學人數每年增長約 12%，是入學總趨勢的六倍，其中女性的增幅最高。

貝爾胡勒說，在阿聯酋首位宇航員哈扎·曼蘇里於 2019 年前往國際空間站的幫助下，對太空的熱情正在整個地區蔓延。今年早些時候，阿聯酋宣佈將領導由 11 個阿拉伯國家組成的聯盟，在 NSSTC 建造一顆氣候監測衛星。自 2014 年以來，沙烏地阿拉伯和巴林也建立了各自的機構。貝爾胡勒說，EMM 是推動阿聯酋更廣泛研究的公眾形象。根據 2017 年啟動的計劃，該國計劃到 2030 年將本土博士畢業生人數增加兩倍，並將透過更靈活的簽證計劃吸引外國研究人員來補充這一目標。

貝爾胡勒的部門希望，內閣將在今年晚些時候批准他關於設立國家競爭性研究基金的提案，該基金將透過為大學的科學領域提供長期、穩定的支援來促進科學發展，包括吸引國外學者的資金。一個為期四年、由部門管理的 1 億迪拉姆（2700 萬美元）的試點專案已經在進行中，為選定的研究專案提供多年資助，下一輪應該“規模更大”，他說。

阿聯酋國內生產總值中用於研發的份額已經從 2011 年的 0.5% 上升到 2018 年的 1.3%，並有望在明年年底達到 1.5% 的目標。阿聯酋計劃繼續在太空領域發力。它計劃在迪拜郊外建造一座“火星科學城”，該城市將致力於研究和教育，以及娛樂。與許多其他國家一樣，阿聯酋現在也在考慮將航天器，甚至可能是人送上月球。

許多國外研究人員對阿聯酋進軍太空領域感到興奮。“我喜歡聽團隊談論他們為什麼要執行這項任務，將其視為在中東地區激發興奮和希望的鼓舞人心的目標，”麻省理工學院航空航天工程和政策專家丹妮爾·伍德說，該學院位於劍橋。

另一項既定的政府計劃是最終成為火星定居點的一部分——儘管要到 2117 年。“我們仍然堅持我們前往火星的長期願望，但月球是實現這一目標的墊腳石，”貝爾胡勒說。德克薩斯州休斯頓市萊斯大學海灣歷史學家克里斯蒂安·科茨·烏爾裡森說，即使這些宣告只不過是一種噱頭，“希望”號任務確實為阿聯酋帶來了技能。他說，這有助於讓新一代阿聯酋人從事科學和技術工作，這是實現經濟多元化道路上的一步。

鑑於該國最近才開始授予博士學位，STEM 教育和研究的蓬勃發展可能暫時需要外國科學家的投入。到目前為止，阿聯酋的主要城市在吸引來自世界各地的商業人才方面沒有任何困難，但學者可能會更難吸引。科茨·烏爾裡森警告說，儘管阿聯酋認為自己是一個寬容和自由的社會（它甚至有一個“寬容部”），但自 2011 年“阿拉伯之春”以來，政府對言論自由的打壓有所加強，他說。

他說，不參與政治的科學家不會遇到問題。但他表示，如果研究人員發表政治敏感或違背阿聯酋政府議程的意見，則可能面臨逮捕和拘留的風險。“就什麼可以和不可以說的方面而言，阿聯酋是世界上監控最嚴密的社會之一，”他說。一些其他法律，雖然很少執行，但也引起了外國人的擔憂，例如禁止異性婚姻以外的所有性行為的法律。

維持擴大科學能力的勢頭也可能很困難，因為即使在疫情導致經濟放緩和原油價格減半之前，阿聯酋的經濟也一直在苦苦掙扎。奧特曼說，該國已經取得了顯著進展，但其宏大計劃的另一面可能是缺乏持久力。“他們面臨的許多挑戰都是保持對後續行動的關注，因為總會有一些閃亮的新事物出現，”他說。

今年早些時候，EMM 國際審查委員會的成員告訴阿爾·阿米里，早在 2015 年，他們就懷疑這項任務是否會成功，儘管他們當時沒有告訴她。但她已經習慣了成為弱者。“我們是一個新的國家，在全球視角下，我們在競爭中遲到了。人們認為這很瘋狂是很自然的，”她說。她說，一個國家不可能像阿聯酋那樣快速發展，而沒有大膽的專案。“對我們來說，這不是奢侈品。這不是噱頭。這絕對是發展技能和能力，以及作為一個整體發展國家的必要條件。”

本文經許可轉載，並於 2020 年 7 月 8 日首次釋出。