HOPE: Một siêu dự án của UAE

 Trong phòng sạch của Trung tâm vũ trụ, các kỹ sư đã sẵn sàng đóng gói con tàu vũ trụ để chuyển tới Nhật Bản. Nguồn: Natalie Naccache/Nature.

Năm 2004, khi UAE loan báo có thể sẽ phóng một tàu vũ trụ tới khám phá sao Hỏa trong dịp kỷ niệm 50 năm thành lập nước (tháng 12/2021), chương trình này có vẻ như một vụ cá cược về thiên văn học. Tại thời điểm đó, họ chỉ mới phóng một vệ tinh đầu tiên và còn chưa có một cơ quan vũ trụ hay nhà khoa học nào nghiên cứu về các hành tinh. Để thực hiện nhiệm vụ này, một nhóm kỹ sư với độ tuổi trung bình 27 đã được tập hợp một cách nhanh chóng. “Các cậu vẫn chỉ là một nhóm trẻ ranh. Làm cách nào mà các cậu lên được tới sao Hỏa?”, kỹ sư máy tính Sarah Al Amiri, người dẫn dắt dự án, vẫn còn nhớ lại nỗi băn khoăn khi nhận nhiệm vụ. 

Sáu năm trôi qua, giờ đây Al Amiri cảm thấy tự hào và khâm phục với những thành tựu đã đạt được của kế hoạch chinh phục sao Hỏa: con tàu vũ trụ với kích thước bằng chiếc ô tô đã được lắp đặt một cách hoàn thiện và đang trải qua các bài kiểm tra. Trong căn phòng sạch và sáng bừng ở Trung tâm Vũ trụ Mohammed bin Rashid (MBRSC) ở Dubai, các kỹ sư kiểm tra tàu vũ trụ trước khi chở đến Trung tâm Vũ trụ Tanegashima ở Nhật Bản vào giữa tháng bảy.

Nhiệm vụ sao Hỏa Các vương quốc Ả Rập (EMM) sẽ là chuyến du hành liên hành tinh đầu tiên của thế giới Ả Rập. Một khi tới được hành tinh đỏ vào tháng hai năm 2021, con tàu mang tên Hi vọng (hoặc Amal ở Arabic), sẽ có nhiệm vụ lập ra bản đồ toàn hành tinh đầu tiên bầu khí quyển sao Hỏa. Và cũng như các nhiệm vụ vũ trụ thông thường khác, EMM sẽ cung cấp dữ liệu mà mình thu thập được cho cộng đồng khoa học quốc tế mà không đòi hỏi điều kiện nào.

Quá trình sáu năm từ phóng các vệ tinh vào quỹ đạo Trái đất đến nhiệm vụ khám phá vũ trụ lớn như thế này là “không thể tin được”, Brett Landin, một kỹ sư tại trường Đại học Colorado Boulder, người dẫn dắt nhóm làm con tàu này, nói. UAE thuê ông qua một chương trình hợp tác, trong đó nhóm nghiên cứu ở trường Colorado hỗ trợ cả phần cố vấn và chuyên môn thiết kế. “Trước đây, tôi chưa bao giờ nhìn thấy bất kỳ điều kỳ diệu nào như thế này”, Landin cho biết thêm.

Nhưng với những người Ả Rập, các mục tiêu khoa học không gian chỉ là đích đến thứ nhì. Đối mặt với những thách thức kinh tế và môi trường, quốc gia vùng Vịnh có diện tích nhỏ và giàu trữ lượng dầu mỏ hi vọng dự án sao Hỏa có thể sẽ giống như kế hoạch xây dựng những bến cảng và đại lộ trước đó. Nhiệm vụ sao Hỏa là một siêu dự án được thiết kế vì “một cuộc chuyển đổi lớn lao trong nhận thức”, Omran Sharaf, người quản lý dự án nói. “Nó không hẳn là khoa học không gian mà là kinh tế”, ông nhấn mạnh.

Công việc tiến triển từng ngày, Al Amiri nói. Bà hiện giờ là Bộ trưởng Bộ Các khoa học tiên tiến của UAE. Bà đã tập hợp được một nhóm các nhà khoa học liên hành tinh, những người “tái lập trình” các kỹ sư. Rất may là các trường đại học hàng đầu UAE những năm gần đây đã mở các khóa đào tạo mới về thiên văn, vật lý và những ngành khoa học cơ bản khác. 34% thành viên của nhóm kỹ sư và 80% các nhà khoa học thực hiện nhiệm vụ là nữ. Chính phủ UAE hiện đang  nghĩ đến các nhiệm vụ Mặt trăng trong tương lai và cân nhắc việc thiết lập một chương trình học bổng cấp kinh phí cấp quốc gia đầu tiên.

Nếu các nhiệm vụ lớn có thể thúc đẩy cuộc chuyển đổi kinh tế của đất nước thì có thể sẽ đạt được thành quả lớn hơn cả việc có được dữ liệu từ sao Hỏa. Đến được sao Hỏa là quan trọng, Al Amiri nói, nhưng “điều chúng tôi nhận được ở đây thậm chí còn quan trọng hơn”.

Vượt khỏi những mỏ dầu

Nhiều điều ở UAE mới đến mức người ta cảm thấy đang ở thời tương lai. Nhưng để có được Burj Khalifa ở Dubai – tòa nhà cao nhất thế giới – và hệ thống tàu điện ngầm không người lái, đất nước này phải đi một con đường dài từ điểm xuất phát là đất nước của một nhóm các cộng đồng dân cư nghèo từ nhiều bộ lạc riêng rẽ cùng tập hợp lại trong làn sóng đòi quyền độc lập từ Anh vào năm 1971. Kể từ đó, sự thịnh vượng từ dầu mỏ và những dự án cơ sở hạ tầng táo bạo đã giúp cho quốc gia sa mạc này thành một trung tâm thế giới về thương mại, vận tải biển, du lịch và một trong những quốc gia giàu nhất thế giới, nếu tính trên bình quân đầu người. “Mọi thứ mà UAE đã làm kể từ ngày đó là để sống sót”, Sharaf nói.

Nhưng chính những thứ giúp cho các thành phố lớn của UAE thịnh vượng đã bị ảnh hưởng bởi một loạt những đổ vỡ kinh tế và cả Mùa xuân Ả Rập. Một số khía cạnh của sự thịnh vượng từ dầu mỏ cũng tạo ra những hệ lụy dài hạn, đặc biệt là những công việc được chính phủ trả lương cao và những khoản hỗ trợ hào phóng cho một lượng công dân chỉ chiếm 12% dân số (phần lớn là người nhập cư). Trong khắp Vùng Vịnh, các yếu tố đó khiến cho những vị trí việc làm ở công ty khởi nghiệp, các công ty tư nhân hoặc công việc nghiên cứu trở nên ít hấp dẫn hơn. Dẫu đã nổi tiếng với những mục tiêu ngoạn mục và các ưu đãi với công dân của mình nhưng UAE cũng ngày một trở nên ít tham vọng hơn, Jon Alterman, Giám đốc Chương trình Trung Đông của Trung tâm Chiến lược và nghiên cứu quốc tế tại Washington DC, nói. “Chính phủ đã cố gắng trong nhiều năm để tạo ra cả cách thức thay thế và khuyến khích việc thay thế để thúc đẩy người dân khao khát làm điều gì đó vượt xa công việc hưởng lương chính phủ không cần quá nhiều đến nỗ lực”, ông cho biết. 


Muna Al Hammadi, một kỹ sư chính của dự án, thảo luận kế hoạch với các kỹ sư khác ở một trong những phòng thí nghiệm của Trung tâm vũ trụ. Nguồn: Natalie Naccache/Nature.

Đất nước này không chỉ muốn thôi dựa vào dầu mỏ mà còn đối mặt với nhiều thách thức lớn trong việc cung cấp nguồn lương thực và nước đủ dùng cho người dân. Những người mới có xu hướng làm kỹ thuật hoặc thương mại, chỉ có 5% theo các ngành khoa học cơ bản hoặc học lên tới tiến sĩ. Dữ liệu từ Tổ chức Giáo dục, khoa học và văn hóa Liên Hợp Quốc cho thấy trước năm 2010, quốc gia này không đào tạo ra một tiến sĩ nào – và trong năm 2017, các nghiên cứu sinh ít hơn 0,8% những người đã tốt nghiệp PTTH, bằng một nửa số các quốc gia Ả Rập. Và dẫu lượng nữ tăng lên 60% tổng số sinh viên đại học và 41% lực lượng trong lĩnh vực STEM, việc chuyển những tài năng này vào nguồn nhân lực, đặc biệt trong khoa học, vẫn còn là một thách thức.

Ý tưởng dùng nhiệm vụ Sao Hỏa để tạo ra các công việc khoa học và truyền cảm hứng cho người trẻ đến từ những người lãnh đạo đất nước – nội các chính phủ. Cuối năm 2013. Sharaf, sau đó là một trong số ít kỹ sư vệ tinh của đất nước, đã nhận được một cú điện thoại từ chính Mohammed Bin Rashid Al Maktoum - Phó Tổng thống, Thủ tướng UAE, nói với anh, về việc đất nước có thể tới sao Hỏa vào năm 2021.

Một nhiệm vụ khám phá sao Hỏa phức tạp gấp nhiều lần hơn việc đặt một vệ tinh vào quỹ đạo tầm thấp của Trái đất, Al Amiri nói, và về mặt lịch sử thì một nửa các chuyến đi tới sao Hỏa đều thất bại. Một thiết bị khám phá sao Hỏa cần được tự động hóa phần lớn để phù hợp với việc gián đoạn liên lạc với Trái đất (khoảng 22 phút). Nó phải có khả năng sống sót trước những lực phóng cực lớn và được gắn động cơ đẩy phức tạp và các hệ định vị tinh vi để vào đến được quỹ đạo sao Hỏa, không ai ở UAE có chuyên môn trong những lĩnh vực đó. 

Vì vậy, đất nước này đã trải thảm đỏ mời chuyên gia nước ngoài, thuê những tay lão luyện từng kinh qua các nhiệm vụ của NASA, chủ yếu làm việc tại trường Đại học Colorado Boulder, để làm việc cùng với mình và cung cấp các khóa đào tạo theo cách gửi một tàu thăm dò tới một hành tinh khác. Landin, người phụ trách nhóm quốc tế phát triển tàu vũ trụ gồm 45 thành viên của nhiệm vụ này, nói vào thời điểm bắt đầu, ông nghe thấy nhiều người ngụ ý là UAE có thể chỉ đơn thuần là ‘mua đường’ vào vũ trụ. “Hoàn toàn chỉ là phỏng đoán mà không có bất cứ câu hỏi nào đặt ra về việc nhiệm vụ này diễn ra như thế nào”, ông nói.

Sharaf đã trao đổi với cố vấn của mình là “làm tàu vũ trụ chứ không phải mua nó” nhằm xây dựng kỹ năng của chính UAE. Vì vậy dưới sự dẫn dắt của Sharaf, các kỹ sư Mỹ và UAE đã làm việc cùng nhau mọi công việc phát triển nhiệm vụ, từ thiết kế đến chế tạo, với công việc được thực hiện không chỉ tại Boulder, mà còn tại MBRSC. Rất nhiều kỹ sư của UAE, một số phải sống xa gia đình trong khoảng thời gian sáu tháng, để tới trải nghiệm ở dãy núi Rocky, bao gồm cả trượt tuyết và cắm trại. Việc những người UAE trẻ tuổi học tập và làm việc trong một môi trường buộc phải chấp nhận rủi ro trong những năm đầu ở NASA đã gặt hái được nhiều lợi ích của một nhiệm vụ mà theo Landin, người lão luyện ở cơ quan không gian này với nhiều nhiệm vụ, trong đó có hai xe tự hành trên sao Hỏa, là “kích thích bậc nhất trong tất cả những thứ tôi từng làm trong sự nghiệp của mình”.

Sharaf từ chối tiết lộ tổng kinh phí đầu tư cho nhiệm vụ bởi theo ông, chỉ được tiết lộ toàn bộ kinh phí cho kế hoạch này khi Hope bay vào quỹ đạo sao Hỏa. Ông nhấn mạnh, dẫu sao thì tốc độ của kế hoạch sáu năm ‘bay vòng quanh’ không chỉ là kết quả của việc đầu tư một số tiền lớn mà quan trọng nhất là sự hỗ trợ của lãnh đạo đất nước để tạo ra các quyết định xoay chuyển tình thế, Sharaf nói. 

Các mục tiêu khoa học

Với các mục tiêu khoa học của mình, UAE tham gia Nhóm Phân tích khoa học khám phá sao Hỏa, một diễn đàn quốc tế do NASA dẫn dắt, đồng ý về các khoảng trống hiểu biết để giải quyết trong tương lai với các nhiệm vụ sao Hỏa. “Điều quan trọng với chúng tôi là phù hợp với một lĩnh vực khoa học không chỉ liên quan với UAE mà còn cả cộng đồng khoa học toàn cầu”, Al Amiri nói.


Các kỹ sư trẻ tham gia nhiệm vụ đã trưởng thành theo thời gian. Nguồn: Natalie Naccache/Nature.

Nhóm EMM sau đó đã lựa chọn các thiết bị và một quỹ đạo có thể làm đầy khoảng trống hiểu biết lớn: bầu khí quyển sao Hỏa thay đổi theo các chu kỳ của ngày và mùa như thế nào. Nó sẽ có một lộ trình rộng và khác biệt, vì vậy sẽ là thí nghiệm đầu tiên để đem lại một bức tranh toàn diện về khí quyển sao Hỏa với mây, khí, bão bụi, trong cả ngày chứ không chỉ là những thời điểm hoặc vị trí đơn lẻ. Dữ liệu từ nhiệm vụ này sẽ được mở để cho mọi người truy cập và nghiên cứu.

Lootah hi vọng sẽ sớm có những sinh viên các ngành khoa học tham gia nhóm. Hiện số lượng thành viên  của MBRSC đã tăng từ 70 lên hơn 200 và trung tâm thường xuyên gửi các nhà nghiên cứu ra nước ngoài để trao đổi cũng như nhận sinh viên các ngành khoa học đến thực tập.

Nhiều sinh viên thực tập đến từ các trường đại học mới bắt đầu khởi động chương trình đào tạo khoa học trong những lĩnh vực liên quan. Năm trường đại học mới mở các khóa khoa học cơ bản: ví dụ, trường đại học Mỹ  Sharjah bắt đầu nghiên cứu vật lý ở bậc đại học và trường Đại học Khalifa ở Abu Dhabi đã bắt đầu có chương trình đào tạo kỹ thuật hàng không vũ trụ còn Trung tâm KH&CN vũ trụ quốc gia (NSSTC) thành lập vào năm 2016 tại trường Đại học UAE ở Al Ain đã nhanh chóng trở thành một nguồn đón nhận người làm các ngành nghiên cứu liên quan.

Và nhiệm vụ sao Hỏa đang hỗ trợ việc định hướng thu hút sự quan tâm đến các chủ đề STEM, Belhoul nói. Việc ghi danh các công dân UAE vào các khóa đào tạo của các trường STEM đã tăng lên khoảng 12% một năm, gấp sáu lần xu hướng ghi danh chung, đặc biệt phụ nữ tăng cao nhất.

Mối quan tâm đến vũ trụ đang trải rộng khắp vùng này, sau khi Hazza Al Mansouri, du hành gia đầu tiên của UAE và từng tới Trạm vũ trụ quốc tế năm 2019. Đầu năm đó, UAE mới loan báo có thể lập một nhóm hợp tác gồm 11 quốc gia Ả Rập để xây dựng một vệ tinh giám sát khí hậu tại NSSTC. Kể từ năm 2014, Saudi Arabia và Bahrain cũng bắt đầu thành lập các cơ quan vũ trụ. EMM là phần phô ra dễ thấy của một định hướng rộng hơn để quảng bá về nghiên cứu của UAE. Với những kế hoạch bắt đầu vào năm 2017, đất nước này nhằm mục tiêu tăng lên gấp ba số lượng các nhiên cứu sinh trong nước vào năm 2030, vốn được hoàn thiện bằng việc đón các nhà nghiên cứu từ nước ngoài đến thông qua một chương trình visa vô cùng cởi mở.

Bộ Giáo dục hi vọng vào cuối năm nay, nội các chính phủ sẽ chấp thuận cho đề xuất tạo một quỹ đầu tư có cạnh tranh cấp quốc gia với kỳ vọng sẽ là chất xúc tác cho sự tăng trưởng của khoa học bằng việc cung cấp hỗ trợ dài hạn, bền vững cho nghiên cứu khắp các trường đại học, bao gồm cả tiền để thu hút các học giả từ nước ngoài. Một thử nghiệm trong vòng bốn năm với tổng kinh phí 100 triệu dirham (27 triệu USD) đã được khởi động theo cách này, cung cấp các khoản tài trợ với thời gian thực hiện trong nhiều năm cho các chương trình nghiên cứu có chọn lọc, và vòng tài trợ tiếp theo “sẽ còn lớn hơn”, Belhoul nói.

Việc đầu tư cho R&D theo GDP của UAE đã tăng lên từ 0,5% vào năm 2011 đến 1,3% vào năm 2018, và đang trên đà đạt tới mục tiêu 1,5% vào cuối năm tới. UAE có những kế hoạch lớn để giữ được đà nghiên cứu không gian. Đó là việc lập kế hoạch xây “một thành phố khoa học sao Hỏa’ bên ngoài Dubai, vốn sẽ dành cho các hoạt đống nghiên cứu và giáo dục cũng như giải trí. Và giống như nhiều quốc gia khác, UAE cũng đang xem xét việc phóng tàu vũ trụ, và có lẽ cả con người, lên Mặt trăng.

Nhiều nhà khoa học trên thế giới hào hứng với dự án thám hiểm vũ trụ của UAE. “Tôi thích việc lắng nghe cả nhóm bàn thảo về việc tại sao họ lại thực hiện nhiệm vụ này, về việc chứng kiến một mục tiêu  có khả năng truyền cảm hứng và hi vọng khắp Trung Đông như vậy”, Danielle Wood, chuyên gia về kỹ thuật và chính sách hàng không vũ trụ tại MIT, nói.

Một kế hoạch khác do chính phủ thiết lập là định cư trên sao Hỏa - dẫu cho có thể chưa thực hiện trước năm 2117. “Chúng tôi vẫn giữ khát vọng tới sao Hỏa của mình còn Mặt trăng là bước quan trọng để đến được đó”, Belhoul nói. Ngay cả khi việc loan báo như vậy có “thêm thắt” một chút quảng cáo thì nhiệm vụ Hope vẫn hữu ích cho UAE, Kristian Coates Ulrichsen, nhà sử học về vùng Vịnh tại trường Đại học Rice tại Houston, Texas. Nó sẽ góp phần đem lại một thế hệ KH&CN mới của Dubai, vốn là một bước trên con đường đa dạng hóa nền kinh tế, ông nói.

Cho đến nay, các thành phố lớn UAE không gặp khó khăn gì khi thu hút tài năng từ khắp mọi nơi trên thế giới trong lĩnh vực thương mại, nhưng học thuật có thể “khó nhằn” hơn.  Coates Ulrichsen cảnh báo là bất chấp việc UAE tự coi mình là một xã hội khoan dung và tự do (thậm chí còn có một Bộ Khoan dung), chính phủ - một trong số ít chế độ quân chủ liên bang còn lại trên thế giới – đã khắt khe hơn với những tiếng nói phản biện kể từ Mùa xuân Ả Rập năm 2011, ông nhận xét.


Tàu vũ trụ Hi vọng được đưa lên một máy bay chở hàng vào tháng 4 vừa qua để chuyển đến Trung tâm Vũ trụ Tanegashima, Nhật Bản. Nguồn: MBRSC.

Các nhà khoa học đã lảng tránh những vấn đề chính trị để khỏi gặp rắc rối, ông nói. Nhưng những nhà nghiên cứu có quan điểm nhạy cảm về chính trị hoặc đi ngược lại quan điểm của các cơ quan chính phủ UAE đều có nguy cơ bị bắt giữ. “Theo những gì có thể được nói và không được nói thì UAE là một trong những xã hội có sự giám sát chặt chẽ nhất thế giới”, ông nói. 

Việc duy trì đà mở rộng năng lực khoa học hiện nay có thể gặp khó khăn bởi nền kinh tế UAE đã phải vật lộn để phát triển ngay cả trước khi kinh tế suy thoái và việc mua bán dầu mỏ chững lại trong đại dịch Covid-19. Alterman cho rằng, đất nước này đã có một tiến triển khác thường nhưng mặt khuất của tham vọng lớn có thể chính là cái thiếu năng lực duy trì sự tăng trưởng đó tiếp tục bất chấp khó khăn. 

Đầu năm nay, các thành viên ban cố vấn quốc tế của EMM đã trao đổi với Al Amiri năm 2015, họ đã từng hoài nghi về việc nhiệm vụ này có thể hoàn thành, dẫu cho họ không nói với bà. Nhưng Al Amiri đã quen với cảm giác bị coi là kẻ yếu thế. “Chúng tôi là một quốc gia mới bước vào cuộc cạnh tranh trên toàn cầu. Đương nhiên là mọi người đều nghĩ điều mà chúng tôi làm là điên rồ”, bà nói. Một quốc gia không thể tiến bộ một cách nhanh chóng như UAE mà lại không có những dự án táo bạo. “Với chúng tôi, đó không phải là một sự sang chảnh, không phải là một thứ quảng cáo tên tuổi. Đó hoàn toàn là điều cần thiết để phát triển kỹ năng và năng lực và phát triển thành một quốc gia toàn diện”. □

Anh Vũ dịch
Nguồn: https://www.nature.com/immersive/d41586-020-01862-z/index.html