2025年大學《空間科學與技術(shù)》專業(yè)題庫——太空艙與航天服裝的設(shè)計與研發(fā)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共30分。請將正確選項的代表字母填寫在答題紙上。）1.太空艙的主要環(huán)境參數(shù)不包括以下哪一項？A.微重力B.高真空C.地球磁場D.輻射2.下列哪種材料不適合用于制造太空艙的艙體？A.鋁合金B(yǎng).不銹鋼C.玻璃纖維復合材料D.鈦合金3.太空艙生命保障系統(tǒng)的主要功能是？A.推進航天器B.導航與控制C.維持航天員生存環(huán)境D.進行科學實驗4.航天服裝需要具備承壓功能，其主要目的是？A.防止航天員漂浮B.提供輻射防護C.保持航天員體表溫度D.提高航天員的靈活性5.下列哪種材料不適合用于制造航天服的防護層？A.特種橡膠B.鋁合金C.防輻射材料D.聚合物纖維6.航天員在太空中的主要生理適應問題是？A.失重導致的肌肉萎縮B.地球引力過強C.太空輻射增強D.以上都是7.太空艙的熱控系統(tǒng)主要解決什么問題？A.微重力環(huán)境B.高真空環(huán)境C.太陽輻射和內(nèi)部熱量管理D.航天員的生命保障8.航天服的通信系統(tǒng)主要依靠什么實現(xiàn)？A.無線電波B.紅外線C.光纖D.激光9.下列哪項不是影響太空艙設(shè)計的重要因素？A.載人數(shù)量B.任務持續(xù)時間C.地球氣候D.航天材料10.航天服裝的設(shè)計流程中，最先進行的是？A.材料選擇B.結(jié)構(gòu)設(shè)計C.性能測試D.需求分析11.國際空間站（ISS）屬于哪種類型的太空艙？A.單人飛船B.多人長期駐留式太空艙C.一次性運載火箭D.科學實驗衛(wèi)星12.中國空間站“天宮”的核心艙名稱是？A.“神舟”B.“長征”C.“天和”D.“嫦娥”13.太空艙的艙外活動（EVA）主要需要哪些設(shè)備？A.航天服B.機械臂C.生命支持系統(tǒng)D.以上都是14.航天服的材料需要具備哪些特性？A.輕質(zhì)、高強、耐輻射、防火B(yǎng).透氣、舒適、美觀、廉價C.導電、導熱、防水、防靜電D.以上都不是15.太空艙的窗戶需要采用什么特殊材料？A.普通玻璃B.防彈玻璃C.夾層防輻射玻璃D.透明塑料二、填空題（每空1分，共20分。請將正確答案填寫在答題紙上。）1.太空艙的生命保障系統(tǒng)主要包括______、______和______三個子系統(tǒng)。2.航天服通常由頭盔、上身、褲裝、鞋套和______五個部分組成。3.太空艙的輻射防護主要依靠______和______來實現(xiàn)。4.航天員的失重適應性訓練通常在______中進行。5.太空艙的艙內(nèi)環(huán)境需要嚴格控制______、______和______等參數(shù)。6.航天服的承壓分布通常采用______或______的方式實現(xiàn)。7.太空艙的能源系統(tǒng)通常采用______或______作為主要能源。8.航天服的防護層需要具備防輻射、______、______和防火等功能。9.太空艙的構(gòu)型設(shè)計通?？紤]______、______和______等因素。10.航天服的舒適度設(shè)計需要考慮______、______和______等因素。三、簡答題（每題6分，共30分。請將答案填寫在答題紙上。）1.簡述太空艙生命保障系統(tǒng)的主要功能及其組成部分。2.簡述航天服在微重力環(huán)境下需要克服的主要挑戰(zhàn)。3.簡述太空艙的熱控系統(tǒng)的工作原理。4.簡述航天服的材料選擇需要考慮的主要因素。5.簡述中國空間站“天宮”的主要特點。四、計算題（10分。請將答案填寫在答題紙上。）假設(shè)一個太空艙的艙體容積為1000立方米，航天員平均體重為70公斤，艙內(nèi)大氣壓為1個標準大氣壓，溫度為20攝氏度。請計算該太空艙內(nèi)所需氧氣氣的質(zhì)量（假設(shè)氧氣占大氣體的21%，摩爾質(zhì)量為32克/摩爾，理想氣體狀態(tài)方程為PV=nRT，其中R為理想氣體常數(shù)，值為8.31J/(mol·K)，溫度需轉(zhuǎn)換為開爾文）。五、綜合設(shè)計題（15分。請將答案填寫在答題紙上。）假設(shè)你需要設(shè)計一款用于月球表面探測的航天服，請簡述該航天服的設(shè)計要點，包括材料選擇、功能設(shè)計、性能指標等方面，并說明設(shè)計理由。試卷答案一、選擇題1.C解析：太空艙的主要環(huán)境參數(shù)包括微重力、高真空、輻射、溫度等，地球磁場不是太空艙的主要環(huán)境參數(shù)。2.B解析：鋁合金、玻璃纖維復合材料和鈦合金都具有良好的輕質(zhì)高強特性，適合用于制造太空艙艙體；而不銹鋼密度較大，不適合用于制造需要減輕重量的太空艙艙體。3.C解析：太空艙生命保障系統(tǒng)的主要功能是維持航天員生存環(huán)境，包括提供氧氣、調(diào)節(jié)溫度和濕度、控制二氧化碳濃度等。4.A解析：航天服需要具備承壓功能，主要是為了防止航天員在失重環(huán)境下漂浮，保持身體姿態(tài)。5.B解析：特種橡膠、防輻射材料和聚合物纖維都適合用于制造航天服的防護層；而鋁合金密度較大，不適合用于制造航天服的防護層。6.A解析：航天員在太空中的主要生理適應問題是失重導致的肌肉萎縮、骨質(zhì)流失等。7.C解析：太空艙的熱控系統(tǒng)主要解決太陽輻射和內(nèi)部熱量管理問題，保持艙內(nèi)溫度穩(wěn)定。8.A解析：航天服的通信系統(tǒng)主要依靠無線電波實現(xiàn)與地面或其他航天器的通信。9.C解析：載人數(shù)量、任務持續(xù)時間和航天材料是影響太空艙設(shè)計的重要因素；而地球氣候主要影響地面發(fā)射和接收，不是太空艙設(shè)計的主要因素。10.D解析：航天服的設(shè)計流程中，最先進行的是需求分析，明確設(shè)計目標和要求。11.B解析：國際空間站（ISS）屬于多人長期駐留式太空艙，可供多名航天員長期居住和工作。12.C解析：中國空間站“天宮”的核心艙名稱是“天和”。13.D解析：太空艙的艙外活動（EVA）需要航天服、機械臂和生命支持系統(tǒng)等設(shè)備，以確保航天員的安全和任務的完成。14.A解析：航天服的材料需要具備輕質(zhì)、高強、耐輻射、防火等特性，以適應太空環(huán)境的挑戰(zhàn)。15.C解析：太空艙的窗戶需要采用夾層防輻射玻璃，以防止宇宙射線穿透并保護航天員。二、填空題1.大氣revitalization,lifesupport,thermalcontrol解析：太空艙的生命保障系統(tǒng)主要包括大氣revitalization（大氣再生）、lifesupport（生命保障）和thermalcontrol（熱控）三個子系統(tǒng)。2.腳套解析：航天服通常由頭盔、上身、褲裝、鞋套和腳套五個部分組成。3.艙壁,防護服解析：太空艙的輻射防護主要依靠艙壁和防護服來實現(xiàn)。4.水下模擬器解析：航天員的失重適應性訓練通常在水下模擬器中進行，模擬失重環(huán)境下的運動和操作。5.大氣壓,溫度,濕度解析：太空艙的艙內(nèi)環(huán)境需要嚴格控制大氣壓、溫度和濕度等參數(shù)，以保障航天員的生命安全。6.分段式,均勻分布解析：航天服的承壓分布通常采用分段式或均勻分布的方式實現(xiàn)，以適應航天員的身體形態(tài)和運動需求。7.太陽能,核能解析：太空艙的能源系統(tǒng)通常采用太陽能或核能作為主要能源。8.防火,防水解析：航天服的防護層需要具備防輻射、防火、防水和防靜電等功能。9.載人數(shù)量,任務持續(xù)時間,航天材料解析：太空艙的構(gòu)型設(shè)計通?？紤]載人數(shù)量、任務持續(xù)時間和航天材料等因素。10.靈活性,舒適度,安全性解析：航天服的舒適度設(shè)計需要考慮靈活性、舒適度和安全性等因素。三、簡答題1.太空艙生命保障系統(tǒng)的主要功能是維持航天員在太空中的生存環(huán)境，其組成部分包括大氣再生系統(tǒng)、生命保障系統(tǒng)和熱控系統(tǒng)。大氣再生系統(tǒng)負責將艙內(nèi)二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣，并控制空氣成分和濕度；生命保障系統(tǒng)提供航天員所需的水和食物，并處理廢物；熱控系統(tǒng)負責調(diào)節(jié)艙內(nèi)溫度，保持舒適的環(huán)境。2.航天服在微重力環(huán)境下需要克服的主要挑戰(zhàn)包括防止航天員漂浮、保持身體姿態(tài)、提供足夠的支撐和約束、以及確保靈活性和舒適性。此外，還需要解決失重環(huán)境下的生理適應問題，如肌肉萎縮和骨質(zhì)流失等。3.太空艙的熱控系統(tǒng)主要通過輻射、對流和傳導三種方式實現(xiàn)熱量傳遞。輻射散熱主要通過艙外表面輻射熱量到太空中；對流散熱主要通過艙內(nèi)空氣循環(huán)和散熱器實現(xiàn)；傳導散熱主要通過艙壁和結(jié)構(gòu)將熱量傳遞到外部。熱控系統(tǒng)還需要根據(jù)艙內(nèi)溫度變化調(diào)節(jié)散熱功率，以保持艙內(nèi)溫度穩(wěn)定。4.航天服的材料選擇需要考慮的主要因素包括輕質(zhì)、高強、耐輻射、防火、防靜電、透氣性和舒適性等。材料還需要具有良好的加工性能和可靠性，以確保航天服的性能和安全性。5.中國空間站“天宮”的主要特點包括模塊化設(shè)計、多人長期駐留能力、科學實驗平臺、貨運飛船和載人飛船對接接口等。天宮空間站采用核心艙+實驗艙的構(gòu)型，能夠支持多名航天員長期駐留和開展科學實驗。四、計算題氧氣質(zhì)量=(1000*1*0.21*32)/(8.31*293)≈2.84kg解析：首先計算艙內(nèi)氧氣的摩爾數(shù)，n=PV/RT=(1000*1*0.21)/(8.31*293)≈0.088mol。然后計算氧氣的質(zhì)量，m=n*M=0.088*32≈2.81g。由于題目要求氧氣氣的質(zhì)量，可以近似為2.84kg。五、綜合設(shè)計題設(shè)計一款用于月球表面探測的航天服，需要考慮以下設(shè)計要點：材料選擇：采用輕質(zhì)、高強、耐輻射、防火、防靜電的復合材料，如碳纖維增強聚合物等。材料還需要具有良好的耐磨損性和抗沖擊性，以適應月球表面的復雜地形和隕石撞擊。功能設(shè)計：航天服需要具備生命保障功能，包括氧氣供應、溫度調(diào)節(jié)、濕度控制等。此外，還需要具備輻射防護功能，以保護航天員免受月球表面高能粒子的傷害。航天服還需要具備靈活性和舒適性，以便航天員進行月面行走、操作設(shè)備和進行科學實驗。性能指標：航天服的承壓