2020年2月13日，操作人员在阿联酋首都迪拜的穆罕默德·本·拉希德航天中心为希望号火星探测器（图中左侧的箱中）的发射做准备。（使用许可：Natalie Naccache，《自然》）
2014年，阿拉伯联合酋长国（UAE）宣布，该国计划在建国50周年的2021年12月开展火星宇航项目，从天文学角度上看这似乎不太可能。那时的阿联酋既没有航天机构，也没有行星科学家，仅仅在不久前发射了该国的第一颗人造卫星。其快速组建的工程师团队平均年龄才27岁，经常听到同样的挖苦。“你们这帮小朋友准备怎么到达火星？”最初是计算机工程师、后来成为该项目科学负责人的Sarah Al Amiri说道。
六年来，Al Amiri一直在支撑该项目。今年2月这枚阿联酋自主组装的火星探测器开始测试时，她感到十分自豪。在迪拜穆罕默德·本·拉希德航天中心（MBRSC）明亮洁净的操作间里，工程师们正在测试那枚汽车大小的探测器，然后他们会将探测器运往日本种子岛航天中心。这枚探测器将在7月15日起为期三周的发射窗口期内择机发射。
阿联酋火星探测任务（EMM）是阿拉伯国家的首个行星探测任务，但它并不仅用于技术论证。当这枚名叫希望（阿拉伯语称为Amal）的探测器于2021年2月到达火星时，它将会绘制首幅火星大气的全球分布图。此外，与一般航天任务不同的是，EMM将无限制地开放其数据给国际科学机构。
Sarah Al Amiri，火星科学负责人与先进科学部部长，位于穆罕默德·本·拉希德航天中心。（使用许可：Natalie Naccache，《自然》）
在六年内从地球轨道卫星发展到实现深空探测任务是“不可思议的”，领导该项目探测器团队的科罗拉多大学博尔德分校的工程师Brett Landin说道。阿联酋以一种不太寻常的合作关系雇用美国工程师，科罗拉多团队提供了指导和建设的专业知识。“我之前从未见过这种合作方式。” Landin说。
但对阿联酋来说，空间科学研究并不是首要目标。面对经济和环境挑战，这个狭小、富油的海湾国家希望火星项目能加速其向知识经济的转变，比如通过鼓励研究、提供基础学科的学位项目以及激励阿拉伯国家的年轻人投身科学等方式。与先前的大型港口、道路建设项目类似，探测火星是一个能够导致“思想大转变”的重大项目，项目经理Omran Sharaf说道。出发点“不是空间科学上的，而是经济上的”，Omran Sharaf说。
虽然还处于初始阶段，但有迹象表明这行得通，兼任阿联酋先进科学部部长的Al Amiri说道。她组建了一支由工程师“转行”的行星科学家队伍，而且阿联酋的顶尖高校在过去的几年里新开了天文学、物理学和其他基础科学的学位课程。女性在这支队伍里占了34%（请参阅“阿联酋的女科学家们”），同时有80%的火星任务科学家为女性。现在阿联酋政府正在考虑投资未来的月球探测任务，以及设立该国第一个国家基金资助项目。
不过阿联酋还有很长的路要走。该国100所左右的高等教育机构中只有少数开展科学研究，Al Amiri估计只有几百名全职研究人员。虽然阿联酋有许多工程师和技术人员，但是“我们发现科学家的数量还远远不够”。高等教育部长与阿联酋航天局主席Ahmad Belhoul说。阿联酋航天局于2014年随火星任务成立。
如果可以实现经济转型目标，那么相比于从火星上获取数据，这才是更大的成功。到达火星很重要，Al Amiri说，但是“如何到达那儿更加重要”。
高级产品质量工程师Muna al Hammadi（中）向其他工程师同事作说明，位于穆罕默德·本·拉希德航天中心的某个实验室。（使用许可：Natalie Naccache，《自然》）
超越石油
阿联酋在许多方面都已经旧貌换新颜，让人感觉身处未来。阿联酋经过多年发展才建成了世界第一高楼迪拜哈里发塔以及自动驾驶的地铁系统，而之前它是一个贫穷的国家，由参与了1971年脱离英国统治的独立战争的零散部落组成。自那时起，石油与庞大的基建项目帮助这个沙漠国家转变为国际化的商业、航运和旅游中心，以及全世界人均最富有的国家之一。Sharaf说，“从建国之日起，阿联酋所做的一切都是为了生存。”
但是事实表明，恰好是那些帮助阿联酋主要城市繁荣发展的产业最容易受到一系列经济崩溃的冲击，同时“阿拉伯之春”令该地区陷入动荡。石油经济的某些方面造成了长期的问题，尤其是阿联酋的高薪政府工作岗位以及支付给占12%人口的市民（主要由移民构成）的高额津贴。在整个海湾地区，这些因素降低了初创公司、私营企业和研究部门的工作岗位的吸引力。阿联酋因为其惊人的国家建设目标而闻名于世，但其公民却普遍缺乏野心。华盛顿战略与国际研究中心中东项目主任Jon Alterman说，“阿联酋政府多年来一直在尝试创造替代性的途径和激励措施，以促使人民不单单从事轻松的政府部门工作。”
高级产品质量工程师Muna al Hammadi在调试测量仪器，位于穆罕默德·本·拉希德航天中心的某个实验室。（使用许可：Natalie Naccache，《自然》）
阿联酋不仅石油储量告急，还面临着食物与淡水供给的挑战。阿联酋的大学生们倾向于学习工程或者商业；只有不足5%的学生学习医学之类的基础学科，或继续攻读博士学位。联合国教科文组织的数据显示，2010年前阿联酋没有博士学位毕业生，而在2017年博士生占受高等教育人口的比例不到0.8%，是阿拉伯各国总体水平的一半。并且虽然女性约占大学毕业生的60%，并且其中41%是科学、技术、工程和数理（STEM）毕业生，但是如何将她们的知识转化为劳动产出，特别在科学领域，仍旧是一个难题。
关于利用火星项目创造科学岗位并且激励阿联酋年轻人从事科学的想法直接来自领导层，源自2013年年末的一次内阁决议。那时阿联酋为数不多的卫星工程师之一的Sharaf，接到了一通来自副总统兼总理Mohammed Bin Rashid Al Maktoum的电话，询问该国是否可以在2021年之前到达火星。
与发射低地球轨道卫星相比，火星任务要复杂许多倍，而且历史上一半的火星任务都失败了，Al Amiri说道。绕火星飞行的探测器需要很强的自主性来处理与地球的通信延迟（长达22分钟）。同时这枚探测器还需要承受巨大的起飞推力，利用先进的推进方式和导航系统进入火星轨道，而阿联酋并没有这方面的专门知识。“去火星、造航天器不是随口说说就能做到的。你必须真正学习相关技术。” Belhoul说。
为了实现这一目标，阿联酋选择雇用外国专家，采用先前成功过的模式。2007年，阿联酋雇用韩国公司Satrec Initiative为其设计和建造第一颗人造卫星，但前提是该公司还需要培训阿联酋工程师。到2018年，阿联酋已经可以发射自主设计和制造的人造卫星。
火星任务采用相同的流程，阿联酋雇用了参与过NASA项目的熟练工，并与这些主要来自科罗拉多大学博尔德分校的人员一起研究，同时让他们帮助培训如何发射探测器到其他行星。起初，领导该项目飞船团队45名国际员工的Landin说，他在刚开始的时候听到人们暗示阿联酋没准儿就只是靠钱铺路上太空。“阿联酋的火星任务绝对不是这样，没什么可怀疑的。”他说。
Sharaf的上级告诉他说“要研发而不是采购”，要让阿联酋自己真正学到技术。在Sharaf的领导下，美国和阿联酋的工程师从设计到制造的整个任务开发过程中都通力合作。虽然主要工作地点位于博尔德，但也有部分工作在拉希德航天中心完成。有一些阿联酋工程师远离家乡长达半年之久，许多人都完整地体验了落基山脉，包括滑雪和露营。“结下的友谊地久天长。”Landin说。
Sharaf拒绝透露火星任务的预算，他说按计划将在希望号进入火星轨道后公开任务的完整花费。然而，他坚持认为这六年间的快速发展并不是在项目上扔钱的结果。最重要的是要得到领导层的支持，以便做出迅速的决定，Sharaf说。缺少拥有公开竞价能力的本土行星科学家，该任务的领导者也通过回避常见的竞争性评估节约了时间。
培训热情的阿联酋年轻人，并且在类似NASA早年大胆而充满冒险的环境中工作给该任务增添了许多益处，使该任务成为“我职业生涯中最令人激动的事情”，参与过两次火星探测器项目的NASA资深工程师Landin说道。Landin经常被问阿联酋的女性地位如何，他很高兴地回答说她们并没有被轻视，实际上阿联酋团队中的女性比例比美国团队中的大得多。
科学目标
为了实现科学目标，阿联酋参与了火星探索项目分析小组，那是一个NASA主导的国际论坛，用于在未来的火星任务所需要填补的知识缺口方面取得一致意见。“这对我们融入一个与阿联酋和全球科学界都息息相关的科学领域非常重要。”Al Amiri说道。
EMM团队随后选择了相应的仪器和一条火星轨道用于填补一个知识空白：火星大气每日的以及随季节的变化。希望号的创新之处在于它运行在一条特殊轨道。它的运行路径又宽又长，因而它将是第一个给出火星大气（包括云层、气流、沙尘）一天之中完整分布的探测器，而非局限在某个时段或某个地点。该任务所取得的数据也会完全开放给所有人研究。EMM的科学团队成员经历了从工程师到论文作者的转变，他们说自己曾经在国际会议上因为穿着而感到不自在。但是现在他们是固定成员，经常交换数据、演讲报告。“我们的Hijab（穆斯林头巾）仍然显得有些突出。”在项目中参与紫外线分光仪工作的化学工程师Fatma Lootah说，“但是现在我认识了很多人，感觉自己也是其中的一份子。”
Lootah希望不久之后会有科学专业的毕业生加入团队。拉希德航天中心的员工已经从70人升至超过200人。中心定期外派员工出国交换，同时雇用大学生进入中心做研究实习。
实习生所在的高校大多才开始提供相关领域的学术项目。有五所大学已经设置了基础科学课程：比如沙迦美国大学开始提供物理学学士学位课程，阿布扎比的哈里发大学开始提供航空航天工程项目。同时2016年成立于艾恩阿拉伯联合酋长国大学的国家空间科学技术中心（National Space Science and Technology Center, NSSTC）也快速成长为能够给大学毕业生提供研究岗位的单位。
火星项目会帮助激发人们投身于STEM课程的兴趣，Belhoul说。阿联酋民众注册STEM大学课程的人数每年增长大约12%，比整体注册人数的增长高6倍，且女性的增长比例最高。
Belhoul说全国掀起了对空间科学的研究热情，特别是阿联酋第一位宇航员Hazza Al Mansouri于2019年进入国际空间站，更助长了研究热情。今年早些时候，阿联酋宣布将联合11个阿拉伯国家在阿联酋国家空间科学技术中心建造一颗气候监测卫星。自2014年起，沙特阿拉伯和巴林也建立了自己的空间研究机构。阿联酋推进的一系列研究中，火星探测项目最为公众所熟知，Belhoul说。在2017年启动的计划中，阿联酋的目标是到2030年将本国培养的博士数量增加为原来的3倍，并将通过更加灵活的签证项目努力从国外引进研究人员，以作为补充。
Belhoul的部门希望在今年晚些时候，内阁能够通过自己关于设立国家竞争性研究基金的提议，该基金将为高校科学研究提供长期、稳定的支持以促进科学的发展，该基金还将提供吸引海外学者的资金。Belhoul表示，本部门运作的一项长达四年、总值达1亿迪拉姆（约合2700万美元）的资助计划正在试点中，用于给选中的研究项目提供多年资助，而且下一轮计划还会“大得多”。阿联酋用于研究与开发的资金在GDP中所占比重已经从2011年的0.5%升高到2018年的1.3%，并且有望在明年年底达到期望的1.5%。阿联酋对继续推进空间研究有庞大的计划。该国计划在迪拜附近建造“火星科学城”，用于研究、教育和娱乐。并且和其他许多国家一样，阿联酋如今也在考虑发射飞船，或许是载人飞船，登陆月球。
许多国外的研究者对阿联酋的太空冒险感到非常激动。“我很开心能听到团队谈论他们开展这项探测计划的原因，他们将其视为一个鼓舞人心的目标，给整个中东地区带来兴奋和希望。”美国剑桥麻省理工学院的宇航工程与政策专家Danielle Wood说道。
另一个声称的政府计划是定居火星，虽然可能要到2117年才有望实现该计划。“我们仍旧会坚持探索火星的长期目标，但是月球任务是实现火星任务之前的跳板。”Belhoul说道。即使这种宣传听起来不太让人信服，但是希望号任务给阿联酋带来了实实在在的技术能力，美国德州休斯顿莱斯大学的海湾国历史学家Kristian Coates Ulrichsen说道。他说这项任务给阿联酋带来了新一代的科学和技术人才，这是走向经济多样化的重要一步。
考虑到阿联酋开始授予博士学位的时间不长，目前STEM教育与研究的蓬勃发展还需要依赖引进国外科学家。到目前为止，阿联酋的主要城市在吸引世界各地的商业人才方面没有困难，但是在吸引学术人才方面则是一个难题。Coates Ulrichsen警告说虽然阿联酋将自己视为一个包容和自由的社会，但该国政府作为全球少数几个联邦君主制政府之一，自2011年“阿拉伯之春”后就更加严厉地打击言论自由。置身于政治之外的科学家不会碰到这些问题，Coates Ulrichsen说，但那些发表政治敏感或反对阿联酋政府政策言论的研究者会有被逮捕和拘留的风险。“在什么能说和什么不能说方面，阿联酋是全球管控最严的国家之一。”他说。其他一些法律，哪怕很少执行，也会引起外国人的注意，比如禁止除异性婚姻外的其他性结合形式。
保持阿联酋科学能力增长的势头也有很多困难，因为阿联酋的经济正在下滑，且在全球经济放缓之前就开始下滑，并且在新冠肺炎疫情期间原油价格遭到腰斩。Alterman说阿联酋已经实现了显著的发展，但是该国的巨大野心可能并不持久。“阿联酋面临的许多挑战一直集中在后续工作上，因为未来总会有一些新事物。”他说。
今年早些时候，火星探测项目国际审查委员会的成员告诉Al Amiri，在2015年时他们曾怀疑该项目会失败，虽然当时他们并没有告诉她。不过Al Amiri已经习惯了被视为弱者。“在国际发展的竞争中我们属于后来的新兴国家。人们认为这个项目十分疯狂是很自然的事情。”她说。没有大胆的计划，任何国家都无法像阿联酋一样进步如此迅速，Al Amiri说：“对我们来说，这并不奢侈。这也不是耍花招。提升技术和能力，并且带动国家整体发展绝对是必要的。”
阿联酋的女科学家们
虽然女性在科学与技术毕业生中占很大一部分，但是她们的知识并没有转化为生产力。
当阿联酋的火星任务启动时，这将会是整个国家的胜利，特别是对占了任务团队34%、科学团队80%的女性而言。阿联酋的女性劳动者占比较低，仅28%，但这种情况正在改善，尽管传统的性别和家庭观念仍然深入人心。
在阿联酋，女性代表着新兴的人才渠道。女性占到阿联酋科学、技术、工程和数理毕业生的56%，如果算上外国学生，比例则下降为41%。不过这两个比例都远高于世界平均水平。女性也占到全阿联酋毕业生的70%。造成这一结果的原因还不清楚，迪拜波士顿咨询公司的合伙人Maya El-Hachem说道。不过，Maya El-Hachem说，该国女性参与高等教育的热情更高，而男性则通常从事商业、参军或者出国留学。此外在封闭学校的女孩可以由更专业的教师执教，因为阿联酋的文化长期以来认为，对女性来说教师是声望更高的职业。
数据来源：国际劳工组织/联合国教科文组织
考虑到女性的受教育程度水平，她们进入职场的比率仍然很低，El-Hachem说道。一些女性并未选择工作，特别是在这个国家的保守地区，家庭观念倾向于将女性约束在家庭内部，使得女性更难进入职场。根据人权观察组织的报告，阿联酋法律仍旧允许一定水平的家庭暴力，并且要求阿联酋女性的婚嫁需要取得男性监护人的许可。
不过在过去的50年中，阿联酋的文化也在不断发展，对女性的观念每年都在变得更加自由，阿联酋先进科学部部长Sarah Al Amiri说。女性在过去10年间担任了更多领导角色，特别是在政府部门中，有三分之二的政府雇员和四分之一的部长是女性，Sarah Al Amiri说。在过去3年中，政府为雇员提供了更长的产假和更灵活的工作。该国还于今年通过了一项法律，要求对男性和女性同工同酬。
作者：Elizabeth Gibney是《自然》杂志的高级物理学记者。
翻译：常灏杰
审校：曾小欢
引进来源：科学美国人
京公网安备11010502039775号
