2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——火星殖民與外星生命探索考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分）1.以下哪一項(xiàng)不是火星大氣的主要成分？A.氮?dú)釨.氧氣C.二氧化碳D.氬氣2.火星表面存在的水主要以哪種形式存在？A.液態(tài)海洋B.水蒸氣C.永久凍結(jié)的冰D.液態(tài)河流3.人類(lèi)進(jìn)行地火轉(zhuǎn)移任務(wù)的常用方法是？A.直接發(fā)射大型運(yùn)載火箭B.利用月球引力彈弓效應(yīng)C.等待行星沖日進(jìn)行能量節(jié)省轉(zhuǎn)移D.以上都不是4.火星車(chē)在表面移動(dòng)時(shí)，需要克服的主要環(huán)境挑戰(zhàn)之一是？A.高真空B.高濕度C.低重力D.A和C5.在火星殖民設(shè)想中，“就地資源利用”（ISRU）的主要目標(biāo)不包括？A.生產(chǎn)建筑材料B.提取氦-3作為能源C.制造地球風(fēng)格的食品D.生產(chǎn)飲用水6.以下哪個(gè)天體通常被認(rèn)為是太陽(yáng)系內(nèi)尋找生命最有可能的目標(biāo)之一？A.金星B.木星C.土衛(wèi)二（恩克拉多斯）D.天王星7.哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的主要貢獻(xiàn)之一是？A.首次確認(rèn)火星上存在液態(tài)水B.發(fā)現(xiàn)了首批多個(gè)系外行星C.直接著陸并探索了火星表面D.精確測(cè)量了火星的大氣密度8.“生物標(biāo)志物”（Biosignature）在尋找外星生命時(shí)指的是？A.外星生物的DNA序列B.可能由生命活動(dòng)產(chǎn)生的可探測(cè)信號(hào)或特征C.外星文明建造的巨大結(jié)構(gòu)D.宇宙中常見(jiàn)的化學(xué)元素9.與地球相比，火星表面接收到的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大約是？A.更強(qiáng)B.更弱C.相同D.無(wú)法比較10.火星稀薄的大氣主要導(dǎo)致以下哪種環(huán)境效應(yīng)？A.強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)B.惡劣的風(fēng)沙天氣C.高氣壓環(huán)境D.恒定的濕度二、填空題（每空2分，共20分）1.火星的自轉(zhuǎn)周期與地球相近，約為_(kāi)_______小時(shí)。2.為了解決火星低重力對(duì)人體的影響，研究人員正在研究________技術(shù)。3.火星探測(cè)器在進(jìn)入火星大氣層時(shí)，需要采用________技術(shù)來(lái)減速。4.目前已知的外星行星中，以________行星（繞類(lèi)日恒星運(yùn)行）的數(shù)量最多。5.探索外星生命時(shí)，需要考慮的倫理原則之一是“________原則”，即不主動(dòng)接觸或干擾可能存在的外星文明。6.火星地表平均溫度約為_(kāi)_______攝氏度。7.搜索系外行星大氣成分時(shí)，常用的方法是分析恒星光譜中的________吸收線。8.火星的兩極覆蓋著巨大的________冰蓋。9.將人類(lèi)送上火星的“地火轉(zhuǎn)移”任務(wù)中，需要精確計(jì)算軌道和________。10.“祝融號(hào)”是中國(guó)首次成功著陸在________的火星探測(cè)器。三、名詞解釋?zhuān)啃☆}3分，共15分）1.火星車(chē)（Rover）2.可居住帶（HabitableZone）3.樣本返回（SampleReturn）4.生命保障系統(tǒng)（LifeSupportSystem）5.行星沖日（PlanetaryConjunction）四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述火星殖民面臨的主要科學(xué)和工程挑戰(zhàn)。2.列舉至少三種尋找地外生命的探測(cè)方法。3.解釋什么是“就地資源利用”（ISRU）及其對(duì)火星殖民的意義。4.為什么說(shuō)尋找外星生命不僅是科學(xué)探索，也涉及哲學(xué)和倫理問(wèn)題？五、論述題（10分）結(jié)合當(dāng)前的空間探測(cè)任務(wù)進(jìn)展，論述人類(lèi)探索外星生命的重要意義，并分析其中面臨的主要科學(xué)和倫理挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.C4.D5.C6.C7.B8.B9.B10.B二、填空題1.242.轉(zhuǎn)基因3.空氣制動(dòng)（或大氣層入口機(jī)動(dòng)）4.系外5.非接觸6.-637.吸收線8.水冰9.交會(huì)對(duì)接10.火星三、名詞解釋1.火星車(chē)（Rover）：一種在火星表面移動(dòng)并進(jìn)行科學(xué)探測(cè)的自主機(jī)器人，通常搭載多種傳感器和工具，用于收集樣本、進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析、拍攝圖像等。**解析思路：*定義火星車(chē)的基本功能、形態(tài)和在火星探測(cè)中的作用。2.可居住帶（HabitableZone）：又稱(chēng)“宜居帶”，指圍繞恒星運(yùn)行、表面溫度適宜，理論上允許液態(tài)水存在的行星軌道范圍。液態(tài)水的存在被認(rèn)為是生命存在的關(guān)鍵條件之一。**解析思路：*解釋宜居帶的概念、定義依據(jù)（液態(tài)水）及其與生命探索的關(guān)系。3.樣本返回（SampleReturn）：指將采集自其他天體（如月球、火星、小行星等）的巖石、土壤或氣體樣本，通過(guò)探測(cè)器安全運(yùn)回地球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析研究的任務(wù)。**解析思路：*定義樣本返回任務(wù)的內(nèi)涵，強(qiáng)調(diào)其將樣本“帶回地球”進(jìn)行分析的特點(diǎn)。4.生命保障系統(tǒng)（LifeSupportSystem）：指在密閉環(huán)境中（如太空飛船或火星殖民定居點(diǎn)）維持人類(lèi)生存所必需的設(shè)備和技術(shù)系統(tǒng)，用于提供氧氣、調(diào)節(jié)大氣、控制溫度濕度、處理廢物、提供飲用水和食物等。**解析思路：*解釋生命保障系統(tǒng)的目的（維持生存）和主要功能（氧氣、水、食物、環(huán)境控制等）。5.行星沖日（PlanetaryConjunction）：指地球運(yùn)行到太陽(yáng)和某外行星（如火星、木星等）之間，三者在近似一條直線上的天文現(xiàn)象。這種現(xiàn)象有時(shí)可用于節(jié)省深空探測(cè)任務(wù)的能量。**解析思路：*描述行星沖日的天文學(xué)現(xiàn)象，并點(diǎn)出其在航天任務(wù)中的潛在應(yīng)用價(jià)值（能量節(jié)?。?。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述火星殖民面臨的主要科學(xué)和工程挑戰(zhàn)。*科學(xué)挑戰(zhàn)：火星大氣稀薄、表面溫度極低、輻射環(huán)境惡劣，缺乏全球性磁場(chǎng)保護(hù)；火星水以冰的形式存在，獲取液態(tài)水困難；低重力對(duì)人體生理產(chǎn)生長(zhǎng)期影響機(jī)制尚不完全清楚。*工程挑戰(zhàn)：地火轉(zhuǎn)移任務(wù)耗時(shí)長(zhǎng)、技術(shù)復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)高；火星著陸和表面移動(dòng)需應(yīng)對(duì)復(fù)雜地形和風(fēng)沙；生命保障系統(tǒng)需高度可靠、資源循環(huán)利用率高；能源供應(yīng)（如太陽(yáng)能效率低、需考慮核能）需穩(wěn)定可靠；棲息地需能抵御輻射、提供適宜環(huán)境；就地資源利用（ISRU）技術(shù)尚需突破；長(zhǎng)期任務(wù)中的人員健康保障（生理、心理）和通信問(wèn)題。**解析思路：*從科學(xué)層面（環(huán)境、資源、生理）和工程層面（任務(wù)、著陸、移動(dòng)、生命保障、能源、居住、資源利用、健康、通信）分點(diǎn)列出火星殖民的主要困難和難點(diǎn)。2.列舉至少三種尋找地外生命的探測(cè)方法。*通過(guò)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)系外行星大氣，尋找可能由生物活動(dòng)產(chǎn)生的“生物標(biāo)志物”（如特定氣體成分比例異常）。*發(fā)射無(wú)人探測(cè)器（如火星車(chē)）到其他行星或衛(wèi)星表面，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采樣和分析，尋找有機(jī)分子、復(fù)雜分子或生物痕跡。*探索太陽(yáng)系內(nèi)具有潛在宜居環(huán)境的行星際或衛(wèi)星（如木衛(wèi)二、土衛(wèi)二、土衛(wèi)六的地下海洋），部署探測(cè)器進(jìn)行探測(cè)。**解析思路：*列舉當(dāng)前主流的、有代表性的事務(wù)外生命搜索方法，涵蓋天文學(xué)觀測(cè)、行星表面探測(cè)和太陽(yáng)系內(nèi)其他潛在棲息地探索。3.解釋什么是“就地資源利用”（ISRU）及其對(duì)火星殖民的意義。*就地資源利用（ISRU）是指在目的地（如火星）利用當(dāng)?shù)乜色@得的資源（如水冰、大氣、土壤、礦物等）來(lái)生產(chǎn)人類(lèi)生存和發(fā)展所需的產(chǎn)品或物質(zhì)的過(guò)程。*對(duì)火星殖民的意義：大幅減少?gòu)牡厍蜻\(yùn)輸物資（水、空氣、建筑材料、燃料等）的巨大成本和困難；提高殖民點(diǎn)的可持續(xù)性和自給自足能力；減輕發(fā)射重量，降低任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)和復(fù)雜度；使大規(guī)模、長(zhǎng)期甚至永久的火星殖民成為可能。**解析思路：*首先給出ISRU的定義，然后闡述其在火星殖民中的關(guān)鍵作用和帶來(lái)的好處（經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)性、可行性）。4.為什么說(shuō)尋找外星生命不僅是科學(xué)探索，也涉及哲學(xué)和倫理問(wèn)題？*科學(xué)探索：尋找外星生命將徹底改變我們對(duì)生命起源、宇宙中生命普遍性以及人類(lèi)在宇宙中地位的認(rèn)知，是生命科學(xué)、天文學(xué)等領(lǐng)域最前沿、最激動(dòng)人心的探索活動(dòng)之一。*哲學(xué)問(wèn)題：如果發(fā)現(xiàn)外星生命，將迫使人類(lèi)重新思考“生命”的定義、意識(shí)的本質(zhì)、我們?cè)谟钪嬷械莫?dú)特性以及人類(lèi)文明的未來(lái)方向。*倫理問(wèn)題：可能涉及如何對(duì)待和保護(hù)可能存在的非人類(lèi)生命形式（“地球中心主義”與“宇宙普遍性”的沖突）；首次接觸（FirstContact）的潛在后果及其應(yīng)對(duì)原則（如“費(fèi)米悖論”）；信息公開(kāi)與公眾接受度；國(guó)際合作的需求等。**解析思路：*從科學(xué)價(jià)值、哲學(xué)影響、倫理困境三個(gè)層面說(shuō)明尋找外星生命所涉及的多維度問(wèn)題。五、論述題結(jié)合當(dāng)前的空間探測(cè)任務(wù)進(jìn)展，論述人類(lèi)探索外星生命的重要意義，并分析其中面臨的主要科學(xué)和倫理挑戰(zhàn)。人類(lèi)探索外星生命是空間科學(xué)和天文學(xué)領(lǐng)域的核心驅(qū)動(dòng)力之一，其重要意義體現(xiàn)在多個(gè)層面。首先，這是對(duì)“我們是誰(shuí)？我們從哪里來(lái)？”這一基本生命問(wèn)題的終極探索，有望揭示生命的普遍規(guī)律和起源機(jī)制，極大地拓展人類(lèi)的知識(shí)邊界。其次，通過(guò)尋找生命存在的證據(jù)或宜居環(huán)境，可以幫助我們理解行星系統(tǒng)的形成和演化，評(píng)估宇宙中生命的可能性。此外，探索外星生命及其環(huán)境，可以為人類(lèi)未來(lái)在太空（如火星）的生存提供借鑒，并推動(dòng)相關(guān)技術(shù)（如生命探測(cè)儀、樣本分析、資源利用等）的飛速發(fā)展。當(dāng)前，隨著詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡等先進(jìn)設(shè)施的投入使用，系外行星大氣成分的探測(cè)精度不斷提高；火星探測(cè)任務(wù)（如毅力號(hào)、祝融號(hào)）則持續(xù)尋找過(guò)去或現(xiàn)在的生命跡象，并著手進(jìn)行樣本采集與未來(lái)返回計(jì)劃，這些都是人類(lèi)探索外星生命的重要進(jìn)展。然而，這項(xiàng)探索也面臨嚴(yán)峻的科學(xué)挑戰(zhàn)?？茖W(xué)上，如何準(zhǔn)確區(qū)分生物信號(hào)與非生物信號(hào)（生物標(biāo)志物問(wèn)題）是最大難點(diǎn)；如何克服vastdistances帶來(lái)的探測(cè)延遲和信號(hào)微弱問(wèn)題；