2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——星際飛行與異星殖民考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共30分。下列每小題均有多個選項符合題意，請將符合題意的選項字母填寫在答題紙上。多選、錯選、漏選均不得分。）1.下列哪些屬于目前星際航行主要的推進方式？A.化學(xué)火箭推進B.核熱推進C.核聚變推進D.電磁推進E.人類腿2.星際航行中，以下哪些因素會影響航行時間？A.起始行星和目標(biāo)行星的相對位置B.推進系統(tǒng)的推力C.星際航行的距離D.航天器的質(zhì)量E.宇航員的吃泡面速度3.以下哪些是評估一個行星宜居性的重要指標(biāo)？A.行星的直徑B.行星的大氣成分C.行星的表面溫度D.行星的液態(tài)水存在E.行星上是否存在娛樂設(shè)施4.以下哪些技術(shù)手段可以用于探測異星生命？A.光譜分析B.生物標(biāo)記物探測C.氣相色譜D.原子吸收光譜E.水煮5.建立異星殖民地需要考慮哪些關(guān)鍵要素？A.棲息地建設(shè)B.資源利用C.社會治理D.倫理道德E.外星人的喜好6.以下哪些是星際航行中生命保障系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵問題？A.空氣供應(yīng)B.水資源循環(huán)C.輻射防護D.營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)E.宇航員的睡眠質(zhì)量7.以下哪些屬于深空通信面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)？A.通信延遲B.數(shù)據(jù)傳輸速率C.信號衰減D.宇航員打呼嚕E.電磁干擾8.行星探測的主要方式有哪些？A.遙感探測B.著陸探測C.采樣返回D.潛水探測E.飛艇探測9.核聚變推進相比于核熱推進有哪些潛在優(yōu)勢？A.能量密度更高B.推力更大C.排放物更少D.技術(shù)更成熟E.更省錢10.以下哪些是異星殖民可能帶來的社會倫理問題？A.殖民地與母星的聯(lián)系B.殖民地的獨立性問題C.殖民地對當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響D.殖民地居民的身份認(rèn)同E.如何與外星人交朋友11.人工智能在異星殖民中可能有哪些應(yīng)用？A.礦產(chǎn)資源勘探B.棲息地建設(shè)C.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)D.社會治理E.刷牙12.以下哪些是建立異星殖民地可能面臨的資源挑戰(zhàn)？A.水資源獲取B.礦產(chǎn)資源開發(fā)C.能源供應(yīng)D.食物生產(chǎn)E.宇航員的心理健康13.電磁推進的工作原理是什么？A.利用電磁場加速等離子體B.利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生推力C.利用核反應(yīng)產(chǎn)生熱能D.利用引力彈弓效應(yīng)E.利用反物質(zhì)湮滅14.以下哪些因素會影響星際航行的軌道設(shè)計？A.起始行星和目標(biāo)行星的質(zhì)量B.星際航行的距離C.推進系統(tǒng)的性能D.航天器的質(zhì)量E.宇航員的體重15.以下哪些是異星生命可能存在的跡象？A.特定的化學(xué)物質(zhì)B.微生物化石C.生物結(jié)構(gòu)D.信號輻射E.外星人的照片二、填空題（每空1分，共20分。請將答案填寫在答題紙上。）1.星際航行中，__________是指航天器在太空中克服地球引力所需的最小速度。2.評估行星宜居性時，__________是指行星表面溫度適合液態(tài)水存在的范圍。3.異星生命探測中，__________是指通過分析行星大氣的化學(xué)成分來尋找生命存在的證據(jù)。4.星際航行中，__________是指航天器在太空中利用行星的引力進行加速或減速的技術(shù)。5.異星殖民地的棲息地建設(shè)需要考慮__________、__________和__________等因素。6.生命保障系統(tǒng)中的__________指的是將航天器內(nèi)的二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣的裝置。7.深空通信中，__________指的是由于光速有限，信號從地球傳輸?shù)胶教炱餍枰臅r間。8.行星探測中，__________指的是使用各種傳感器從遠(yuǎn)處探測行星的形狀、大小、成分等特征。9.核聚變推進利用__________的核聚變反應(yīng)產(chǎn)生巨大能量，從而推動航天器前進。10.異星殖民地的社會治理需要考慮__________、__________和__________等方面。11.人工智能在異星殖民中可以進行__________、__________和__________等任務(wù)。12.異星殖民可能面臨的資源挑戰(zhàn)之一是__________的獲取和循環(huán)利用。13.電磁推進的優(yōu)點之一是__________。14.星際航行的軌道設(shè)計需要考慮__________和__________等因素。15.如果在異星探測任務(wù)中發(fā)現(xiàn)了__________，則可能意味著存在生命。三、簡答題（每小題5分，共30分。請將答案填寫在答題紙上。）1.簡述化學(xué)火箭推進的基本原理。2.簡述霍曼轉(zhuǎn)移軌道的特點和應(yīng)用。3.簡述異星生命探測的主要方法和局限性。4.簡述異星殖民地的社會結(jié)構(gòu)可能面臨的挑戰(zhàn)。5.簡述核熱推進的基本原理和優(yōu)缺點。6.簡述深空通信的主要技術(shù)挑戰(zhàn)和應(yīng)對措施。四、論述題（每小題10分，共20分。請將答案填寫在答題紙上。）1.論述星際航行中推進技術(shù)的發(fā)展趨勢和面臨的主要挑戰(zhàn)。2.論述建立異星殖民地需要克服的技術(shù)、社會和倫理等方面的挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.A,B,C,D解析：目前主要的推進方式包括化學(xué)火箭、核熱推進、核聚變推進和電磁推進。核聚變推進是未來的發(fā)展方向，但目前還處于實驗階段。電磁推進效率高、環(huán)境友好，但技術(shù)難度大。人類腿不屬于星際航行推進方式。2.A,B,C,D解析：航行時間受多種因素影響，包括起始行星和目標(biāo)行星的相對位置（決定了需要飛行的距離和方向）、推進系統(tǒng)的推力（影響加速度和速度）、星際航行的距離（顯然距離越遠(yuǎn)時間越長）、航天器的質(zhì)量（質(zhì)量越大，加速越難，所需能量越多）。宇航員的吃泡面速度不影響航行時間。3.A,B,C,D解析：評估一個行星宜居性需要考慮多個因素，包括行星的直徑（影響引力、自轉(zhuǎn)周期等）、大氣成分（決定溫度、氣壓、是否有保護性磁場等）、表面溫度（是否適合液態(tài)水存在）、是否有液態(tài)水存在（生命存在的必要條件）。娛樂設(shè)施與宜居性無關(guān)。4.A,B解析：探測異星生命的主要技術(shù)手段包括光譜分析和生物標(biāo)記物探測。光譜分析可以通過分析行星大氣的化學(xué)成分來尋找生命存在的證據(jù)，生物標(biāo)記物探測則是尋找生命活動留下的痕跡，如微生物化石或生物結(jié)構(gòu)。水煮不屬于科學(xué)探測手段。5.A,B,C,D解析：建立異星殖民地需要考慮棲息地建設(shè)、資源利用、社會治理和倫理道德等多個關(guān)鍵要素。棲息地建設(shè)是生存的基礎(chǔ)，資源利用是發(fā)展的保障，社會治理是秩序的維護，倫理道德則是指導(dǎo)行為的基本準(zhǔn)則。外星人的喜好不是人類殖民決策的關(guān)鍵因素。6.A,B,C,D解析：星際航行中生命保障系統(tǒng)需要解決空氣供應(yīng)、水資源循環(huán)、輻射防護和營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)等關(guān)鍵問題。這些系統(tǒng)旨在為宇航員提供一個類似地球的生存環(huán)境，確保他們在太空中能夠長期生存和工作。宇航員的睡眠質(zhì)量雖然重要，但不是生命保障系統(tǒng)的核心功能。7.A,B,C,E解析：深空通信面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)包括通信延遲（由于光速有限，信號傳輸需要時間）、數(shù)據(jù)傳輸速率（受限于帶寬和功率）、信號衰減（信號在傳播過程中會逐漸減弱）和電磁干擾（來自宇宙環(huán)境和航天器自身的干擾）。宇航員打呼嚕不屬于深空通信的技術(shù)挑戰(zhàn)。8.A,B,C解析：行星探測的主要方式包括遙感探測（從軌道上對行星進行觀測）、著陸探測（在行星表面進行實地考察）和采樣返回（采集行星物質(zhì)并帶回地球進行分析）。潛水探測、飛艇探測不屬于行星探測的主要方式。9.A,B,C解析：核聚變推進相比于核熱推進，潛在優(yōu)勢在于能量密度更高、推力更大、排放物更少。核聚變反應(yīng)釋放的能量比核裂變更高，因此可以產(chǎn)生更大的推力。核聚變反應(yīng)的產(chǎn)物主要是氦，排放物更清潔。技術(shù)更成熟是核熱推進的優(yōu)勢，核聚變技術(shù)目前還處于發(fā)展階段。10.A,B,C,D解析：異星殖民可能帶來的社會倫理問題包括殖民地與母星的聯(lián)系（如何保持聯(lián)系和合作）、殖民地的獨立性問題（殖民地是否應(yīng)該擁有獨立的政治地位）、殖民地對當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響（如何避免破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)）以及殖民地居民的身份認(rèn)同（他們是否仍然是人類，如何融入地球社會）。如何與外星人交朋友雖然有趣，但不是主要的倫理問題。11.A,B,C解析：人工智能在異星殖民中可以進行礦產(chǎn)資源勘探（利用AI分析遙愂數(shù)據(jù)，尋找礦產(chǎn)資源）、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)（利用AI控制溫室環(huán)境，實現(xiàn)自動化種植和養(yǎng)殖）和社會治理（利用AI進行數(shù)據(jù)分析，輔助決策和管理）。刷牙屬于個人行為，AI不參與。12.A解析：異星殖民可能面臨的資源挑戰(zhàn)之一是水的獲取和循環(huán)利用。水是生命之源，在太空中非常寶貴。如何獲取可靠的水源（例如，從行星表面、大氣或冰中提取），以及如何建立一個高效的水循環(huán)系統(tǒng)，是殖民地的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。礦產(chǎn)資源、能源和食物雖然也重要，但水的優(yōu)先級最高。13.A解析：電磁推進的優(yōu)點之一是能量效率高。由于它直接將電能轉(zhuǎn)化為動能，沒有像化學(xué)推進那樣的化學(xué)能損失，因此效率更高。它不需要攜帶大量的推進劑，可以減少航天器的質(zhì)量。但技術(shù)難度大是其主要缺點。14.A,B,C,D解析：星際航行的軌道設(shè)計需要考慮起始行星和目標(biāo)行星的質(zhì)量（影響引力場和軌道計算）、星際航行的距離（決定航行時間和燃料消耗）、推進系統(tǒng)的性能（影響加速度和速度）、航天器的質(zhì)量（影響推進劑需求和軌道變化）。宇航員的體重雖然會影響航天器的總質(zhì)量，但通常不是軌道設(shè)計的主要考慮因素。15.A,B,C,D解析：如果在異星探測任務(wù)中發(fā)現(xiàn)了特定的化學(xué)物質(zhì)（例如，甲烷）、微生物化石、生物結(jié)構(gòu)或信號輻射，這些都可以被視為潛在的異星生命存在的跡象。這些跡象提供了不同的證據(jù)等級，從可能的生物標(biāo)記物到更直接的證據(jù)。外星人的照片雖然理想，但目前無法獲得。二、填空題1.火箭發(fā)射速度2.宜居帶3.光譜分析4.引力彈弓5.環(huán)境控制，資源利用，生命保障6.轉(zhuǎn)換器7.信號延遲8.遙感探測9.氘和氚10.治理結(jié)構(gòu)，法律體系，社會秩序11.礦產(chǎn)資源勘探，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，社會治理12.水13.能量效率高14.起始行星和目標(biāo)行星的質(zhì)量，星際航行的距離15.特定的化學(xué)物質(zhì)三、簡答題1.化學(xué)火箭推進利用燃燒燃料產(chǎn)生的熱能來產(chǎn)生推力。燃料和氧化劑儲存在火箭的貯箱中，在燃燒室中混合燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的氣體。這些氣體通過噴嘴高速噴出，根據(jù)牛頓第三定律，產(chǎn)生一個相反方向的推力，推動火箭前進。2.霍曼轉(zhuǎn)移軌道是一種高效的軌道轉(zhuǎn)移方式，它利用行星的引力，以最小的能量消耗將航天器從一個軌道轉(zhuǎn)移到另一個軌道。霍曼轉(zhuǎn)移軌道是一個橢圓，其遠(yuǎn)地點和近地點分別位于兩個目標(biāo)軌道的半長軸上。這種軌道轉(zhuǎn)移方式的特點是轉(zhuǎn)移時間較長，但燃料消耗最少。它廣泛應(yīng)用于行星探測任務(wù)中。3.異星生命探測的主要方法包括光譜分析、生物標(biāo)記物探測、微生物化石探測和信號輻射探測等。光譜分析通過分析行星大氣的化學(xué)成分來尋找生命存在的證據(jù)，例如甲烷等有機物的存在。生物標(biāo)記物探測則是尋找生命活動留下的痕跡，如微生物化石或生物結(jié)構(gòu)。微生物化石探測通過分析巖石中的微生物化石來尋找生命的證據(jù)。信號輻射探測則是嘗試接收來自外星文明的無線電信號或激光信號。這些方法的局限性在于，它們都需要一定的前提條件才能成立，例如，生命必須存在、生命必須留下可探測的痕跡、探測手段必須足夠靈敏等。此外，由于距離遙遠(yuǎn)，目前的探測技術(shù)水平還有限。4.建立異星殖民地的社會結(jié)構(gòu)可能面臨的挑戰(zhàn)包括如何建立有效的治理結(jié)構(gòu)、如何制定合理的法律體系、如何維持社會秩序、如何處理殖民地與母星的關(guān)系、如何解決殖民地的資源分配問題、如何應(yīng)對外星環(huán)境對人類社會的影響等。由于缺乏地球上的歷史經(jīng)驗和參照模型，異星殖民地的社會結(jié)構(gòu)建設(shè)將面臨許多未知和挑戰(zhàn)。5.核熱推進利用核反應(yīng)產(chǎn)生的熱能來加熱工作介質(zhì)（例如，氫氣），然后將高溫高壓的工作介質(zhì)通過噴嘴高速噴出，產(chǎn)生推力。核熱推進的優(yōu)點是比化學(xué)推進效率高、推力大、燃料消耗少。缺點是技術(shù)難度大、存在輻射安全問題、需要攜帶核反應(yīng)堆等。核熱推進是未來星際航行的重要推進方式之一。6.深空通信的主要技術(shù)挑戰(zhàn)包括通信延遲（由于光速有限，信號傳輸需要時間，這使得實時控