2025年大學《空間科學與技術》專業(yè)題庫——宇宙星球資源開采與分配考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在括號內）1.下列哪類天體被認為是未來開采氦-3的主要潛在目標？（）A.近地小行星B.木星的衛(wèi)星木衛(wèi)三C.火星大氣D.月球土壤2.空間資源原位利用（ISRU）的主要優(yōu)勢之一是？（）A.大大降低發(fā)射成本B.實現(xiàn)資源的長期可持續(xù)供應C.提高開采效率D.減少對地球技術的依賴3.根據目前普遍接受的《外層空間條約》，外層空間資源（特別是月球）的法律地位是什么？（）A.屬于發(fā)現(xiàn)國所有B.屬于全人類共同繼承的財產C.可以由任何公司自由開采D.法律地位尚未明確，有待進一步條約規(guī)定4.在進行小行星資源采樣返回任務時，面臨的主要技術挑戰(zhàn)之一是？（）A.采樣器與目標小行星的精確對接B.返回地球時的再入大氣層保護C.小行星自身重力對采樣作業(yè)的影響D.采樣過程中如何避免資源污染5.對于大規(guī)模月球資源開采而言，建立月球基地的主要目的之一是？（）A.作為人類登陸火星的中轉站B.提供科研和人員長期駐留的環(huán)境C.搜集月球地質學樣本D.展示國家科技實力6.從經濟角度看，地外資源開采項目投資回報周期長的主要原因是？（）A.資源開采技術尚未成熟B.空間運輸成本極高C.缺乏明確且有利可圖的資源市場需求D.以上所有原因7.空間資源開采活動可能引發(fā)的倫理問題之一是？（）A.對開采企業(yè)造成巨大經濟風險B.可能導致地球資源過度消耗C.如何確保資源開采的公平性和惠益共享D.開采活動對地外生命環(huán)境的潛在破壞8.以下哪項技術對于實現(xiàn)大規(guī)模小行星資源開采至關重要？（）A.高精度行星導航技術B.低成本、高效率的太空制造技術C.先進的行星際通信技術D.高強度激光開采系統(tǒng)9.“太空資源自由開發(fā)論”主張對外層空間資源可以進行不受限制的開發(fā)，這種觀點的主要依據是？（）A.《外層空間條約》的模糊表述B.地球資源日益枯竭的現(xiàn)實C.太空資源具有非國有屬性D.先進國家的技術優(yōu)勢10.在設計宇宙資源分配機制時，需要重點考慮的因素之一是？（）A.各國現(xiàn)有的太空技術實力B.地球不同地區(qū)的發(fā)展需求差異C.資源開采企業(yè)的經濟效益D.資源開采的短期技術可行性二、簡答題（每小題5分，共20分。請簡潔明了地回答下列問題）1.簡述利用月球水冰資源進行原位資源利用的主要途徑及其意義。2.簡述機械開采法在小行星資源開采中可能面臨的主要困難。3.簡述《外層空間條約》中關于禁止將外層空間用于軍事目的和建立和平利用原則的主要內容。4.簡述宇宙資源開采可能對地球就業(yè)市場產生的潛在影響。三、論述題（每小題10分，共30分。請結合所學知識，圍繞下列問題展開論述）1.論述發(fā)展低成本、高效率的太空運輸技術對于實現(xiàn)可持續(xù)地外資源開采的重要性。2.論述在當前國際法框架下，地外資源歸屬問題面臨的主要挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。3.論述如何在追求地外資源經濟利益的同時，兼顧倫理考量與環(huán)境保護，實現(xiàn)負責任的太空資源開發(fā)。四、方案設計題（15分）假設你所在的國家計劃啟動一項小行星富金屬（如鉑族金屬）的早期探索與采樣項目。請設計一個初步的項目概念方案，需簡述項目目標、主要任務、關鍵技術需求、可能的實施階段以及需要考慮的主要風險與挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.B2.B3.B4.A5.B6.D7.C8.B9.C10.B二、簡答題1.答案：主要途徑包括：利用水冰制造火箭燃料（液氫/液氧或甲烷/氧氣）、生產呼吸用氧氣、制造飲用水和電解水制氫、用于生命保障系統(tǒng)。解析：本題考查ISRU的核心應用。月球水冰可以直接或間接轉化為人類生存和返回所需的關鍵物質，減少從地球攜帶資源的巨大成本，是實現(xiàn)月球基地可持續(xù)生存的基礎。2.答案：主要困難包括：小行星尺寸、形狀、組成和位置的不確定性，導致難以精確導航和定位；小行星表面低重力、不規(guī)則地形和松散的土壤/巖石對機械臂和開采設備的抓持、移動和作業(yè)穩(wěn)定性構成挑戰(zhàn)；開采過程中可能產生大量粉塵和碎片，影響設備運行和樣本純度；在深空、真空、強輻射環(huán)境下維持設備長期可靠運行的技術難度大。解析：本題考查小行星開采的技術難點。需要結合小行星的物理特性和開采作業(yè)的物理過程進行分析，指出與地球開采或月球開采不同的挑戰(zhàn)點。3.答案：禁止將外層空間（包括月球和其他天體）置于任何國家武力支配之下，不得建立軍事基地、防御工事或試驗任何類型武器；外層空間應只用于和平目的，促進各國在平等和互利的基礎上自由探索和利用外層空間。解析：本題考查《外層空間條約》的核心原則。要求準確回憶并簡潔表述條約關于軍事化和和平利用的兩項關鍵約束性規(guī)定。4.答案：潛在影響包括：可能創(chuàng)造新的太空相關就業(yè)崗位（如太空礦工、資源加工、太空運輸?shù)龋?，推動相關產業(yè)發(fā)展；同時可能擠占傳統(tǒng)地球資源開采行業(yè)的就業(yè)，引發(fā)勞動力結構調整和再培訓需求；對地球制造業(yè)、交通運輸業(yè)等可能產生間接影響。解析：本題考查經濟和社會影響分析。需要從創(chuàng)造就業(yè)和替代就業(yè)兩個角度思考，指出其對不同行業(yè)和群體的可能不同影響。三、論述題1.答案：低成本、高效率的太空運輸技術是地外資源開采經濟可行性的關鍵。它直接決定了從地球發(fā)射前往資源地所需成本，以及將開采出的資源或其加工品運回地球的成本。只有當運輸成本大幅下降，才能使得地外資源（尤其是高價值或低價值但體積大的資源）的開采在經濟上具有競爭力，支撐大規(guī)模、持續(xù)性的資源開采活動，并使得ISRU等原位利用方案得以廣泛應用，從而最終實現(xiàn)可持續(xù)的地外資源開發(fā)。解析：本題考查對關鍵enablingtechnology的理解。需強調運輸成本在經濟性中的核心地位，并論述其如何影響資源開采模式、規(guī)模和可持續(xù)性。2.答案：主要挑戰(zhàn)在于《外層空間條約》等現(xiàn)有國際法對資源所有權或國家管轄權的界定模糊，未明確是“資源本身”還是“開采活動”或“資源相關活動”具有國有屬性，導致國家間容易產生爭議和沖突?？赡艿慕鉀Q方案包括：各國通過雙邊或多邊協(xié)商達成資源開發(fā)協(xié)議；加強國際合作，共同投資開發(fā)，共享資源利益；推動制定新的國際條約或協(xié)議，明確資源歸屬、開發(fā)規(guī)則和爭端解決機制；建立國際性的太空資源管理機構進行協(xié)調和監(jiān)管。解析：本題考查國際法和地緣政治問題。需先指出法律上的模糊性是核心挑戰(zhàn)，再提出不同層面的潛在解決方案，并說明其合理性或局限性。3.答案：實現(xiàn)負責任的太空資源開發(fā)需要在多個層面兼顧倫理與環(huán)保：首先，在開發(fā)規(guī)劃階段就應進行環(huán)境評估，避免對地外生態(tài)系統(tǒng)（如有）造成不可逆轉的破壞；其次，應建立公平合理的利益分享機制，確保資源開發(fā)惠及全球，特別是發(fā)展中的國家，避免資源壟斷和加劇不平等；再次，應將倫理原則（如代際公平、人類共同遺產）納入相關國際法和國內政策，對開發(fā)活動進行規(guī)范和約束；最后，應鼓勵開發(fā)清潔、高效的技術，并妥善處理開采廢棄物，減少環(huán)境污染。解析：本題考查倫理和社會責任。需從環(huán)境、經濟、法律和治理等多個維度展開論述，提出具體的原則和措施，體現(xiàn)綜合思考能力。四、方案設計題答案：*項目目標：探索目標小行星的成分、結構、可開采性，獲取高價值金屬（如鉑族金屬）樣本，驗證小行星資源早期采樣技術，為未來大規(guī)模開發(fā)積累數(shù)據和經驗。*主要任務：1.選擇并確認目標小行星（如近地小行星或主帶小行星），進行詳細的光譜和雷達探測。2.研制并發(fā)射具備自主導航、接近、對接/俘獲小行星樣本能力的探測器。3.在小行星表面進行樣本采集（如鉆探、抓取松散物質），確保樣本代表性。4.將采集到的樣本封裝在返回艙中。5.小行星探測器與小行星分離，返回艙脫離探測器，進行地月轉移并再入返回地球，安全著陸。*關鍵技術需求：1.高精度深空探測器和導航技術。2.小行星接近、對接與穩(wěn)定捕獲技術（可能利用機械臂或變軌捕獲）。3.小行星表面樣本采集與封裝技術（適應小行星低重力、不規(guī)則表面等環(huán)境）。4.低成本、高效率的行星際運輸和返回技術（如電推進、可重復使用返回系統(tǒng)）。5.適應深空、真空、強輻射環(huán)境的可靠電子和機械系統(tǒng)。*可能的實施階段：1.預研階段：關鍵技術研發(fā)與驗證。2.探測器研制與總裝測試階段。3.發(fā)射與小行星任務階段：探測器飛行、抵達目標小行星、執(zhí)行采樣任務。4.返回地球與樣本回收階段：樣本返回艙再入、著陸、樣本接收與后續(xù)分析。*需要考慮的主要風險與挑戰(zhàn)：1.目標小行星特性不確定性帶來的技術適應性風險。2.深空探測任務的長周期、高可靠性要求帶來的技術挑戰(zhàn)。3.小行星表面采樣作業(yè)的技術難度和風險。4.發(fā)射窗口、軌道設計