2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——星際能源與太空資源利用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在括號(hào)內(nèi)。）1.下列哪項(xiàng)不屬于目前被廣泛研究和探索的星際能源形式？A.太陽(yáng)能B.地球核能C.恒星核聚變能D.宇宙射線能2.月球表面資源中，最豐富且具有重大戰(zhàn)略意義的水資源形式是？A.河流與湖泊B.地下深層水C.潛在冰（永久陰影區(qū)）D.大氣水汽3.與傳統(tǒng)核反應(yīng)堆相比，氦-3核聚變的主要優(yōu)勢(shì)之一是？A.能量密度更高B.易于實(shí)現(xiàn)可控聚變C.產(chǎn)生的放射性廢料極少且半衰期短D.裝置結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單4.空間太陽(yáng)能電站（SBSP）將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的主要優(yōu)勢(shì)在于？A.發(fā)電效率顯著高于地面光伏B.對(duì)地面環(huán)境無(wú)光污染C.運(yùn)行維護(hù)成本極低D.可以直接向地球空間站供能5.小行星資源開(kāi)采面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)之一是？A.資源成分的極端豐富性B.小行星的不可預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)軌跡C.開(kāi)采過(guò)程中的能量供應(yīng)充足性D.采掘設(shè)備的高精度要求6.以下哪項(xiàng)技術(shù)被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模太空資源利用的關(guān)鍵支撐？A.地面高精度望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)B.空間機(jī)器人自主作業(yè)C.傳統(tǒng)火箭運(yùn)輸技術(shù)D.個(gè)人宇航員艙外活動(dòng)7.在地外環(huán)境（如月球、火星）建設(shè)能源系統(tǒng)時(shí)，特別需要考慮的關(guān)鍵因素是？A.高峰用電負(fù)荷B.能源傳輸損耗C.長(zhǎng)期穩(wěn)定供電與能源儲(chǔ)備D.電網(wǎng)峰谷差調(diào)節(jié)8.“太空資源商業(yè)開(kāi)發(fā)”模式的核心驅(qū)動(dòng)力通常被認(rèn)為是？A.政府的科研資助B.市場(chǎng)需求與潛在經(jīng)濟(jì)回報(bào)C.國(guó)際空間站的持續(xù)運(yùn)營(yíng)D.探索未知的科學(xué)好奇心9.針對(duì)月球表面氦-3資源開(kāi)采，目前最被看好的初步探索方式是？A.建立大型地表開(kāi)采基地B.通過(guò)機(jī)器人鉆探獲取富含氦-3的月壤C.利用核聚變反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化氦-3D.從月球大氣中提取10.以下哪項(xiàng)活動(dòng)不直接屬于太空資源利用的范疇？A.在小行星上提取氦-3用于地球能源B.在月球建立科研基地的能源保障系統(tǒng)C.利用太空太陽(yáng)能為地球通信衛(wèi)星充電D.向火星探測(cè)器發(fā)射科學(xué)探測(cè)任務(wù)二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上。）1.利用太陽(yáng)光在太空中直接發(fā)電，并將其傳輸回地球的技術(shù)被稱(chēng)為_(kāi)_______。2.月球兩極的永久陰影區(qū)內(nèi)，由于長(zhǎng)期處于黑暗和極低溫度，存在著大量的________，是重要的資源儲(chǔ)庫(kù)。3.氦-3是一種重要的核聚變?nèi)剂希饕獌?chǔ)存在________等天體的地殼或地幔中。4.太空資源開(kāi)采中的“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”運(yùn)輸，指的是利用太空________或________實(shí)現(xiàn)資源在太空中的直接轉(zhuǎn)移。5.空間資源利用活動(dòng)的環(huán)境效益之一體現(xiàn)在減少對(duì)地球________資源的依賴(lài)。6.評(píng)估地外資源開(kāi)發(fā)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)可行性的關(guān)鍵指標(biāo)之一是________成本。7.為保障地外基地的長(zhǎng)期生存，需要發(fā)展高效、安全的________能源系統(tǒng)。8.太空資源開(kāi)采的法律框架主要涉及國(guó)際法中的________、________和管轄權(quán)等問(wèn)題。9.利用太空環(huán)境（如微重力、高真空）進(jìn)行特殊材料制備或藥物合成，屬于太空資源的________利用方式。10.預(yù)計(jì)未來(lái)太空資源利用的主要市場(chǎng)領(lǐng)域?qū)╛_______和________產(chǎn)業(yè)。三、簡(jiǎn)答題（每小題8分，共32分。請(qǐng)簡(jiǎn)明扼要地回答下列問(wèn)題。）1.簡(jiǎn)述核聚變能相比于核裂變能，在作為星際能源時(shí)的主要優(yōu)勢(shì)。2.簡(jiǎn)述利用激光推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行小行星資源牽引的主要原理和挑戰(zhàn)。3.簡(jiǎn)述建立月球基地所需解決的關(guān)鍵能源供應(yīng)問(wèn)題。4.簡(jiǎn)述太空資源利用可能帶來(lái)的環(huán)境效益和社會(huì)效益。四、計(jì)算題（共16分。請(qǐng)列出計(jì)算過(guò)程并給出結(jié)果。）假設(shè)一個(gè)小型空間太陽(yáng)能電站衛(wèi)星，其部署的太陽(yáng)能電池板總有效面積約為1000平方米，工作在地球同步軌道，接收到的太陽(yáng)常數(shù)約為1361W/m2。該電站的太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率為30%，能量轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存系統(tǒng)效率為95%，且考慮能量傳輸損耗為5%。試計(jì)算該電站的最大輸出功率是多少瓦特？五、論述題（共12分。請(qǐng)圍繞下列問(wèn)題展開(kāi)論述。）結(jié)合當(dāng)前技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)，論述發(fā)展空間太陽(yáng)能電站對(duì)于緩解地球能源危機(jī)、推動(dòng)空間科技發(fā)展以及拓展人類(lèi)生存空間的意義。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.C4.A5.B6.B7.C8.B9.B10.D二、填空題1.空間太陽(yáng)能電站(SBSP)2.潛在冰3.月球、小行星4.電磁推進(jìn)/磁帆推進(jìn)5.地球資源6.開(kāi)采7.自給自足8.外層空間條約/登陸權(quán)9.科學(xué)實(shí)驗(yàn)10.制造/農(nóng)業(yè)生產(chǎn)三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：對(duì)比核聚變與核裂變的原理、產(chǎn)物和環(huán)境。核聚變產(chǎn)物主要是氦，無(wú)長(zhǎng)期放射性廢料；能量密度更高；燃料（氘、氚）來(lái)源更廣泛（氘可水電解，氚可自持或取自鋰）。作為星際能源，聚變反應(yīng)堆體積和重量可能更優(yōu)，且安全性更高。核聚變優(yōu)勢(shì)：無(wú)長(zhǎng)期放射性廢料；能量密度高；燃料來(lái)源廣泛。2.解析思路：理解激光推進(jìn)的基本原理。高能激光束照射小行星表面，產(chǎn)生光壓推動(dòng)其移動(dòng)。牽引即利用此光壓進(jìn)行非接觸式推力控制。挑戰(zhàn)在于：需要極高功率和能量密度的激光器；光束在太空傳輸中的散焦和能量損失；對(duì)精確的指向和姿態(tài)控制要求極高；小行星表面材質(zhì)對(duì)光壓的響應(yīng)特性未知。原理：高能激光照射小行星表面產(chǎn)生光壓推力。挑戰(zhàn)：激光器功率要求高；能量傳輸損耗大；精確控制難。3.解析思路：分析月球基地能源需求。基地需要電力支持生命保障系統(tǒng)（呼吸、水、溫濕度）、科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、通信系統(tǒng)、工業(yè)制造以及防御系統(tǒng)等，且需要應(yīng)對(duì)月球表面晝夜溫差大、無(wú)統(tǒng)一電網(wǎng)等條件。關(guān)鍵在于如何提供穩(wěn)定、可靠、且可持續(xù)的能源，特別是夜間或太陽(yáng)活動(dòng)低峰時(shí)的能源供應(yīng)。關(guān)鍵問(wèn)題：基地高耗能設(shè)備供電保障；晝夜溫差對(duì)能源系統(tǒng)的影響；能源儲(chǔ)存與儲(chǔ)備；極端天氣（隕石坑）對(duì)能源設(shè)施的威脅。4.解析思路：分別從環(huán)境和社經(jīng)角度思考。環(huán)境效益：減少對(duì)化石燃料等地球有限資源的開(kāi)采和依賴(lài)，降低開(kāi)采過(guò)程中的環(huán)境污染；減少地球空間垃圾的產(chǎn)生。社會(huì)效益：保障能源安全，應(yīng)對(duì)地球能源短缺；推動(dòng)相關(guān)科技（材料、航天、能源）發(fā)展，創(chuàng)造就業(yè)；拓展太空經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)太空資源價(jià)值。環(huán)境效益：減少地球資源消耗與污染；降低太空垃圾。社會(huì)效益：保障能源安全；推動(dòng)科技進(jìn)步；拓展太空經(jīng)濟(jì)。四、計(jì)算題解析思路：分步計(jì)算。首先計(jì)算太陽(yáng)能電池總輸入功率（面積×太陽(yáng)常數(shù)）。然后計(jì)算電池轉(zhuǎn)換后的電功率（輸入功率×轉(zhuǎn)換效率）。再計(jì)算能量轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存系統(tǒng)效率后的功率（電功率×系統(tǒng)效率）。最后考慮傳輸損耗，得到最終輸出功率。計(jì)算過(guò)程：總輸入功率=1000m2×1361W/m2=1361000W電池轉(zhuǎn)換后電功率=1361000W×30%=408300W系統(tǒng)效率后功率=408300W×95%=387835W最終輸出功率=387835W×(1-5%)=369258.25W結(jié)果：最大輸出功率約為369258W(或3.69×10^5W)五、論述題解析思路：從戰(zhàn)略高度和