2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——星際生命與外星人探尋考試時(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)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.下列哪一項(xiàng)不是通常定義行星宜居帶的關(guān)鍵物理?xiàng)l件？A.恒星提供足夠的能量使行星表面存在液態(tài)水B.行星擁有足夠的質(zhì)量以維持自身引力形成球狀C.行星大氣層能夠有效抵御恒星紫外線(xiàn)輻射D.行星表面溫度適合多種已知有機(jī)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)2.米勒-尤里實(shí)驗(yàn)試圖模擬哪種環(huán)境來(lái)研究生命起源？A.地球早期海洋表面B.火星現(xiàn)存的極地冰蓋C.木星衛(wèi)星歐羅巴的subsurface海洋D.宇宙中星際云中的寒冷黑暗區(qū)域3.在搜尋地外文明（SETI）的活動(dòng)中，使用射電望遠(yuǎn)鏡主要探測(cè)哪種類(lèi)型的信號(hào)？A.來(lái)自系外行星大氣中的特定分子光譜B.來(lái)自太陽(yáng)系內(nèi)小行星的反射光C.來(lái)自遙遠(yuǎn)恒星伴星的周期性射電脈沖D.木星磁層產(chǎn)生的無(wú)線(xiàn)電噪聲4.“費(fèi)米悖論”主要探討的問(wèn)題是？A.宇宙膨脹的速率是多少B.宇宙中是否存在其他智慧生命，以及為什么我們尚未發(fā)現(xiàn)他們C.地球生命是如何從無(wú)機(jī)物中產(chǎn)生的D.如何有效探測(cè)系外行星的大氣成分5.以下哪個(gè)天體目前被認(rèn)為是太陽(yáng)系內(nèi)最有可能存在生命（特別是微生物）的環(huán)境？A.金星大氣層B.火星表面C.木衛(wèi)二（歐羅巴）的冰下海洋D.土衛(wèi)六（泰坦）的甲烷湖泊6.穿透法（凌日法）探測(cè)系外行星的主要原理是？A.測(cè)量恒星光譜的多普勒頻移B.觀(guān)察到恒星亮度發(fā)生周期性減弱C.探測(cè)到來(lái)自行星表面的射電信號(hào)D.分析行星大氣中的生物標(biāo)志物7.將火星巖石樣本帶回地球進(jìn)行分析的主要優(yōu)勢(shì)在于？A.可以在地球的實(shí)驗(yàn)室中使用更先進(jìn)的設(shè)備B.可以避免在火星進(jìn)行危險(xiǎn)的高成本采樣操作C.可以更快速地公布探測(cè)結(jié)果D.可以更方便地與地球生命樣本進(jìn)行對(duì)比研究8.生物標(biāo)志物在生命探測(cè)中的主要作用是？A.標(biāo)記行星表面的地質(zhì)年代B.指示行星上存在液態(tài)水C.作為過(guò)去或現(xiàn)在存在生命證據(jù)的化學(xué)指示劑D.測(cè)量行星與恒星的距離9.光譜分析法在系外行星大氣成分探測(cè)中的應(yīng)用，主要依據(jù)的原理是？A.不同氣體分子對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有選擇性吸收B.行星自轉(zhuǎn)導(dǎo)致的光譜多普勒展寬C.行星大氣與恒星的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的共振信號(hào)D.恒星風(fēng)對(duì)行星大氣的剝離程度10.對(duì)于未來(lái)的地外生命搜尋任務(wù)，哪個(gè)方面是至關(guān)重要的？A.僅使用最昂貴的望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行被動(dòng)觀(guān)測(cè)B.只關(guān)注太陽(yáng)系內(nèi)的探索目標(biāo)C.結(jié)合多種探測(cè)手段，并注重對(duì)探測(cè)信號(hào)的詳細(xì)分析D.忽略倫理考量，優(yōu)先獲取探測(cè)數(shù)據(jù)二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線(xiàn)上）1.位于恒星周?chē)?、可能存在液態(tài)水的區(qū)域被稱(chēng)為_(kāi)_______。2.生命起源的“RNA世界”假說(shuō)認(rèn)為，在早期地球上，RNA分子可能同時(shí)承擔(dān)了________和________的功能。3.搜尋地外文明計(jì)劃（SETI）中的“綠岸計(jì)劃”（GreenBankObservatory）是為了建造世界上最大的________射電望遠(yuǎn)鏡。4.確定系外行星質(zhì)量的主要方法是________。5.在討論地外生命時(shí)，“宜居帶”通常被稱(chēng)為“_______區(qū)”。6.目前發(fā)現(xiàn)的最小的系外行星（按半徑計(jì)）是________，圍繞紅矮星TRAPPIST-1運(yùn)行。7.為了減少生物標(biāo)志物探測(cè)的假陽(yáng)性結(jié)果，需要考慮多種標(biāo)志物組合，這被稱(chēng)為_(kāi)_______原則。8.木星最大的衛(wèi)星________擁有活躍的火山活動(dòng)和水冰噴流，其地下可能存在液態(tài)水海洋。9.將探測(cè)器發(fā)射到外太陽(yáng)系去執(zhí)行任務(wù)，必須克服巨大的________阻力。10.發(fā)現(xiàn)地外生命，特別是智慧生命，將對(duì)人類(lèi)關(guān)于自身在宇宙中位置的理解產(chǎn)生________的影響。三、名詞解釋?zhuān)款}3分，共15分）1.宇宙生命假設(shè)（RareEarthHypothesis）2.視向速度法（DopplerSpectroscopy）3.生物標(biāo)志物（Biosignature）4.微引力透鏡效應(yīng)（Microlensing）5.宇宙距離尺度（CosmicDistanceLadder）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述系外行星探測(cè)中，直接成像法面臨的主要挑戰(zhàn)。2.列舉至少三種在火星上尋找過(guò)去或現(xiàn)在生命的科學(xué)探測(cè)方法。3.簡(jiǎn)述SETI項(xiàng)目面臨的主要科學(xué)和哲學(xué)挑戰(zhàn)。4.解釋為什么土衛(wèi)二（恩克拉多斯）被認(rèn)為是尋找地外生命的優(yōu)先目標(biāo)之一。五、論述題（每題10分，共20分）1.試述人類(lèi)對(duì)地外生命存在形式的想象經(jīng)歷了哪些主要階段，并分析當(dāng)前科學(xué)探索對(duì)這些想象的影響。2.結(jié)合當(dāng)前的空間探測(cè)技術(shù)發(fā)展，論述在未來(lái)十年內(nèi)，我們有可能在尋找地外生命方面取得哪些突破，以及可能面臨哪些瓶頸。---試卷答案一、選擇題1.B2.A3.C4.B5.C6.B7.A8.C9.A10.C二、填空題1.宜居帶2.遺傳信息存儲(chǔ)蛋白質(zhì)合成3.單口徑4.視向速度法5.生命6.水手二號(hào)7.獨(dú)立交叉驗(yàn)證8.木衛(wèi)二9.真空10.深遠(yuǎn)三、名詞解釋1.宇宙生命假設(shè)（RareEarthHypothesis）：認(rèn)為地球上復(fù)雜生命的出現(xiàn)是一個(gè)極其罕見(jiàn)事件，宇宙中即使存在許多簡(jiǎn)單的生命形式，但產(chǎn)生像地球生命這樣高級(jí)生命形式的條件極為苛刻和獨(dú)特。2.視向速度法（DopplerSpectroscopy）：通過(guò)測(cè)量恒星由于受到行星繞其運(yùn)行而產(chǎn)生的周期性視向速度變化（多普勒頻移），從而推斷出行星的存在及其部分物理參數(shù)（如質(zhì)量）的一種系外行星探測(cè)技術(shù)。3.生物標(biāo)志物（Biosignature）：指可能由生命活動(dòng)產(chǎn)生的、可以在行星大氣、表面或其他介質(zhì)中檢測(cè)到的特定化學(xué)物質(zhì)、光譜特征或物理現(xiàn)象，可作為判斷該行星是否存在生命（特別是特定類(lèi)型生命）的證據(jù)。4.微引力透鏡效應(yīng)（Microlensing）：當(dāng)一個(gè)質(zhì)量較大的天體（如恒星）恰好位于地球和另一個(gè)較遠(yuǎn)天體（如背景恒星）的連線(xiàn)上時(shí)，其引力會(huì)像透鏡一樣放大背景恒星的光，使得背景恒星在短時(shí)間內(nèi)變得更亮，可用于間接探測(cè)暗弱或遙遠(yuǎn)天體，包括系外行星。5.宇宙距離尺度（CosmicDistanceLadder）：指一系列相互關(guān)聯(lián)、逐步驗(yàn)證的觀(guān)測(cè)方法和天文距離測(cè)量技術(shù)，用于測(cè)量從近距離天體到遙遠(yuǎn)星系乃至整個(gè)宇宙的范圍尺度，每一級(jí)方法都依賴(lài)于前一級(jí)方法的驗(yàn)證。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述系外行星探測(cè)中，直接成像法面臨的主要挑戰(zhàn)。解析思路：直接成像法的目標(biāo)是直接拍攝行星反射的星光。主要挑戰(zhàn)在于：1）行星光非常微弱，遠(yuǎn)小于其母恒星的光；2）兩者距離極其遙遠(yuǎn)，導(dǎo)致角分辨率要求極高；3）需要克服“背景光”干擾（如恒星自身光、星際塵埃光）。答案應(yīng)包含以上幾點(diǎn)。答：主要挑戰(zhàn)包括：1)行星與其母恒星的光度比懸殊巨大，行星信號(hào)極其微弱，難以從強(qiáng)烈的恒星背景中分辨出來(lái)；2)行星系統(tǒng)距離地球極其遙遠(yuǎn)，需要極高的空間角分辨率才能“看見(jiàn)”行星；3)需要先進(jìn)的自適應(yīng)光學(xué)等技術(shù)克服大氣抖動(dòng)影響；4)需要選擇合適的觀(guān)測(cè)波段和條件以避開(kāi)強(qiáng)烈的星際塵埃紅化效應(yīng)。2.列舉至少三種在火星上尋找過(guò)去或現(xiàn)在生命的科學(xué)探測(cè)方法。解析思路：考察對(duì)火星生命探測(cè)手段的了解。需要列舉并能簡(jiǎn)要說(shuō)明其原理或目的。常見(jiàn)方法包括利用探測(cè)器在地面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)、分析巖石/土壤樣本、利用雷達(dá)探測(cè)地下環(huán)境等。答：1)火星車(chē)搭載的化學(xué)與礦物學(xué)儀器（如CheMin,SAM）現(xiàn)場(chǎng)分析土壤和巖石成分，尋找生命相關(guān)的礦物或有機(jī)物痕跡；2)火星車(chē)使用鉆頭采集不同深度的樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析，尋找過(guò)去生命的化石證據(jù)或現(xiàn)存的微生物跡象；3)利用地質(zhì)雷達(dá)（如RoverRadar）探測(cè)地下結(jié)構(gòu)，尋找可能存在液態(tài)水或適宜生命生存的地下環(huán)境。3.簡(jiǎn)述SETI項(xiàng)目面臨的主要科學(xué)和哲學(xué)挑戰(zhàn)。解析思路：從科學(xué)角度（技術(shù)限制、信號(hào)解釋?zhuān)┖驼軐W(xué)角度（接觸倫理、人類(lèi)意義）分析SETI的困難。答：科學(xué)挑戰(zhàn)：1)信號(hào)可能極其微弱且短暫，難以從宇宙背景噪聲和太陽(yáng)系自身干擾中區(qū)分；2)未知智慧文明可能使用我們無(wú)法理解或探測(cè)的通信方式；3)即便收到信號(hào)，如何確認(rèn)其來(lái)源的可靠性并解讀其含義也是巨大難題。哲學(xué)挑戰(zhàn)：1)如果發(fā)現(xiàn)外星智慧生命，特別是技術(shù)發(fā)達(dá)的文明，可能引發(fā)關(guān)于人類(lèi)倫理地位、生存安全甚至宇宙宿命的深刻思考；2)接觸或信息交換可能帶來(lái)的未知風(fēng)險(xiǎn)；3)對(duì)人類(lèi)中心主義世界觀(guān)的重塑。4.解釋為什么土衛(wèi)二（恩克拉多斯）被認(rèn)為是尋找地外生命的優(yōu)先目標(biāo)之一。解析思路：說(shuō)明土衛(wèi)二的優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)放在其冰下海洋和噴流活動(dòng)上。答：土衛(wèi)二被認(rèn)為是優(yōu)先目標(biāo)，主要因?yàn)槠淠蠘O地區(qū)存在巨大的水冰裂縫（虎紋），并有持續(xù)活躍的冰下海洋噴流活動(dòng)將海洋中的物質(zhì)和可能的生命跡象噴射到太空，這些噴流物質(zhì)可以被未來(lái)任務(wù)探測(cè)到，從而間接研究海洋環(huán)境。此外，其地質(zhì)活動(dòng)活躍，表明其內(nèi)部仍有能量，可能維持生命所需的環(huán)境條件。五、論述題1.試述人類(lèi)對(duì)地外生命存在形式的想象經(jīng)歷了哪些主要階段，并分析當(dāng)前科學(xué)探索對(duì)這些想象的影響。解析思路：分階段闡述人類(lèi)想象（如神創(chuàng)論、類(lèi)人想象），然后分析現(xiàn)代科學(xué)（如SETI、系外行星、生命起源研究）如何修正或拓展這些想象，強(qiáng)調(diào)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的限制性。答：人類(lèi)想象地外生命經(jīng)歷了：1)神創(chuàng)論階段：認(rèn)為生命（特別是智慧生命）是神創(chuàng)造的，形式可能與人類(lèi)相似但更高級(jí)。2)類(lèi)人想象階段（科幻興起后）：基于對(duì)地球生命的理解，傾向于想象具有智慧、可能進(jìn)行星際交流的類(lèi)人生命形式。3)泛生命/非碳基生命階段：隨著SETI和天文學(xué)發(fā)展，開(kāi)始思考生命形式的多樣性，不一定是碳基、類(lèi)人形態(tài)，甚至可能以能量、信息形態(tài)存在。4)極端生命階段：生命起源和火星等探索研究，使人們開(kāi)始想象能在極端惡劣環(huán)境下生存的生命形式。當(dāng)前科學(xué)探索的影響：SETI拓寬了通信方式想象；系外行星發(fā)現(xiàn)了多種行星環(huán)境，挑戰(zhàn)了“宜居”定義；生命起源研究啟發(fā)了對(duì)非傳統(tǒng)生化途徑的思考。但科學(xué)探索也表明，我們對(duì)生命本質(zhì)的理解仍然極其有限，當(dāng)前觀(guān)測(cè)主要指向?qū)ふ遗c地球生命相似的簡(jiǎn)單生命跡象或宜居環(huán)境，對(duì)智慧生命形式的想象仍受限于地球中心主義和對(duì)生命基本定義的狹隘性。2.結(jié)合當(dāng)前的空間探測(cè)技術(shù)發(fā)展，論述在未來(lái)十年內(nèi)，我們有可能在尋找地外生命方面取得哪些突破，以及可能面臨哪些瓶頸。解析思路：列舉未來(lái)十年可能的技術(shù)突破（如新一代望遠(yuǎn)鏡、探測(cè)器），說(shuō)明這些突破可能帶來(lái)的發(fā)現(xiàn)（如宜居行星大氣分析、太陽(yáng)系內(nèi)生命探測(cè)），然后分析技術(shù)、成本、樣本回傳等瓶頸。答：未來(lái)十年可能的技術(shù)突破與突破性發(fā)現(xiàn)：1)詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡等新一代空間望遠(yuǎn)鏡將能更清晰地分析系外行星大氣，探測(cè)更弱的生物標(biāo)志物；2)高分辨率成像技術(shù)可能開(kāi)始直接觀(guān)測(cè)近鄰恒星系統(tǒng)的類(lèi)地行星；3)火星采樣返回任務(wù)可能帶回確鑿的生命證據(jù)；4)對(duì)木衛(wèi)二、土衛(wèi)二等衛(wèi)