2025年大學《空間科學與技術(shù)》專業(yè)題庫——太空能源開發(fā)與利用探討考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種能源不屬于傳統(tǒng)意義上的太空能源？A.太陽能B.核能C.風能D.自由電子束2.目前應(yīng)用最廣泛的太空能源利用方式是？A.為空間站提供電力B.為地球同步軌道衛(wèi)星提供動力C.為月球基地提供能源D.地面基地接收太空能量3.太陽能電池板的主要工作原理是？A.光合作用B.核聚變C.光伏效應(yīng)D.電離作用4.下列哪種核反應(yīng)堆技術(shù)最有可能用于太空能源開發(fā)？A.氫彈B.核裂變反應(yīng)堆C.核聚變反應(yīng)堆D.放射性同位素熱電發(fā)生器5.無線能量傳輸技術(shù)的主要挑戰(zhàn)是？A.能量轉(zhuǎn)換效率低B.需要大量的線纜C.受天氣影響大D.設(shè)備成本過高6.太空能源開發(fā)對國際關(guān)系可能產(chǎn)生的影響是？A.加劇太空軍備競賽B.促進國際合作C.導致太空資源壟斷D.以上都是7.太空環(huán)境對太陽能電池板的主要影響是？A.電池板老化加速B.電池板效率降低C.電池板過熱D.以上都是8.下列哪個因素不是制約太空能源開發(fā)的主要因素？A.技術(shù)難度B.經(jīng)濟成本C.環(huán)境保護D.學生興趣9.太空能源開發(fā)的倫理問題主要體現(xiàn)在？A.資源分配不均B.安全風險C.對太空環(huán)境的污染D.以上都是10.“太空能源開發(fā)”的主要目的是？A.獲取更多的能源B.推動空間科技發(fā)展C.解決地球能源危機D.以上都是二、填空題（每空1分，共15分）1.太空能源開發(fā)的主要技術(shù)途徑包括________發(fā)電和________發(fā)電。2.太陽能電池板的效率主要受到________、________和________等因素的影響。3.核反應(yīng)堆在太空中面臨的主要挑戰(zhàn)是________和________。4.無線能量傳輸?shù)闹饕夹g(shù)方案包括________和________。5.太空能源開發(fā)需要考慮的倫理問題包括________、________和________。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述太陽能電池板在太空中應(yīng)用的優(yōu)勢。2.簡述核能發(fā)電在太空中應(yīng)用的主要挑戰(zhàn)。3.簡述無線能量傳輸技術(shù)的原理。4.簡述太空能源開發(fā)對地球環(huán)境可能產(chǎn)生的影響。四、論述題（10分）論述太空能源開發(fā)的未來前景及其面臨的機遇和挑戰(zhàn)。五、案例分析題（15分）假設(shè)你是一位太空能源工程師，請分析如何利用太陽能為月球基地提供能源，并說明可能遇到的技術(shù)難題和解決方案。試卷答案一、選擇題1.C解析思路：風能主要來自地球，不屬于太空能源范疇。2.A解析思路：目前空間站等大型航天器主要依靠太陽能電池板供電。3.C解析思路：太陽能電池板利用光伏效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。4.D解析思路：放射性同位素熱電發(fā)生器技術(shù)成熟、體積小、無核廢料，適合太空應(yīng)用。5.A解析思路：無線能量傳輸目前普遍存在能量轉(zhuǎn)換效率不高的問題。6.D解析思路：太空能源開發(fā)可能帶來軍備競賽、資源壟斷等，但也可能促進合作。7.D解析思路：太空中的高真空、強輻射、溫差都會影響太陽能電池板的性能。8.D解析思路：學生興趣不是制約太空能源開發(fā)的技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境因素。9.D解析思路：太空能源開發(fā)涉及資源分配、安全風險、環(huán)境污染等多個倫理問題。10.D解析思路：太空能源開發(fā)具有多重目標，包括獲取能源、推動科技、解決地球能源問題。二、填空題1.太陽能，核能解析思路：目前主要的太空能源開發(fā)途徑是太陽能和核能。2.太陽輻照強度，電池板材料，溫度解析思路：這些因素直接影響太陽能電池板的發(fā)電效率。3.安全性，可靠性解析思路：核反應(yīng)堆在太空環(huán)境下的安全穩(wěn)定運行是關(guān)鍵挑戰(zhàn)。4.電磁波，激光解析思路：常見的無線能量傳輸方式利用電磁波或激光進行能量傳輸。5.資源分配，安全風險，環(huán)境影響解析思路：這些是太空能源開發(fā)需要重點考慮的倫理問題。三、簡答題1.解析思路：答出太空環(huán)境特點（高真空、強輻射、溫差）與太陽能電池板優(yōu)勢的結(jié)合點。*答案要點：無需燃料，清潔無污染；可以在真空環(huán)境下工作；可利用太陽能直接轉(zhuǎn)化，無需復(fù)雜傳動裝置；體積小，重量輕，可大面積部署。2.解析思路：答出核能技術(shù)特點和太空環(huán)境特殊性的結(jié)合點。*答案要點：安全性問題（核泄漏風險）；可靠性問題（需要長期穩(wěn)定運行）；散熱問題（太空環(huán)境雖真空但溫差大）；小型化和輕量化難度大；核廢料處理（雖然太空中處理難度相對地面小，但仍需考慮）。3.解析思路：解釋無線能量傳輸?shù)幕驹怼?答案要點：利用電磁波或激光作為媒介，將地面（或空間中其他位置）的能量發(fā)射到太空中，接收端將其轉(zhuǎn)化為可用能源。需要解決能量傳輸效率和精確對準問題。4.解析思路：從技術(shù)、經(jīng)濟、社會、環(huán)境等多角度分析。*答案要點：前景：提供清潔、無枯竭的太空能源，支持更長期、更大規(guī)模的太空活動，推動空間科技發(fā)展。機遇：解決地球能源問題，促進國際合作，開發(fā)太空資源。挑戰(zhàn)：技術(shù)難度大（高效轉(zhuǎn)換、傳輸、接收），成本高昂，安全風險，國際協(xié)調(diào)與資源分配，環(huán)境影響（如電磁波或激光干擾）。四、論述題解析思路：全面論述太空能源開發(fā)的意義、現(xiàn)狀、優(yōu)勢、劣勢、未來趨勢及關(guān)鍵問題。*答案要點：首先闡述太空能源開發(fā)的重要意義，如滿足深空探測、空間站運行、衛(wèi)星動力等能源需求，以及其對緩解地球能源危機的潛在貢獻。其次分析當前技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，如太陽能技術(shù)的成熟、核能技術(shù)的探索、無線能量傳輸?shù)某醪窖芯康?。接著論述其?yōu)勢，如太空能源的豐富性、清潔性、高效率等。然后探討面臨的挑戰(zhàn)，包括技術(shù)瓶頸（如高效、輕小型、安全可靠的電源系統(tǒng)，大功率無線能量傳輸技術(shù)）、巨大的經(jīng)濟成本、發(fā)射難題、太空環(huán)境適應(yīng)性、國際政治經(jīng)濟因素、安全與倫理問題（如資源歸屬、潛在武器化風險、環(huán)境影響）等。最后展望未來前景，認為隨著科技進步和投入增加，克服挑戰(zhàn)是可能的，太空能源將逐步實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，成為未來太空活動和地球能源體系的重要組成部分。五、案例分析題解析思路：結(jié)合月球特點（無大氣、溫差大、日照穩(wěn)定）和太陽能利用技術(shù)，提出具體方案并分析問題。*答案要點：方案：利用月球表面廣闊且陽光充足的區(qū)域，大規(guī)模部署高效、耐高低溫的柔性太陽能電池板陣列。將產(chǎn)生的電能存儲在大型、高能量密度的電池組中。電池組可為月球基地的日常生活、科研實驗、設(shè)備運行等提供穩(wěn)定電力，并支持夜間或月食期間的活動?？煽紤]建設(shè)多個太陽能電站，并通過月球表面電力網(wǎng)絡(luò)連接。技術(shù)難題及解決方案：*難題1：極端溫差。解決方案：選用耐寬溫域的太陽能電池材料和電池板結(jié)構(gòu)設(shè)計，或采用隔熱、防輻射技術(shù)。*難題2：月塵影響。解決方案：定期對太陽能電池板進行清潔維護（如機械刷洗或吹掃系統(tǒng)），或設(shè)計防塵、抗塵性能更好的電池板表面涂層。*難題3：月夜能源供應(yīng)。解決方案：配備大容量電池儲能系統(tǒng)，確保能源持續(xù)供