2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——太空垃圾與宇宙清理技術(shù)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.以下哪項(xiàng)不屬于太空垃圾的主要來(lái)源？（A）衛(wèi)星運(yùn)行結(jié)束后的報(bào)廢平臺(tái)（B）空間站部件的脫落（C）兩次發(fā)射之間的運(yùn)載火箭箭體（D）地面控制中心發(fā)送的錯(cuò)誤指令2.通常認(rèn)為，尺寸小于多少微米的物體難以被現(xiàn)有的空間觀測(cè)系統(tǒng)有效追蹤？（A）1厘米（B）10厘米（C）1毫米（D）100微米3.太空垃圾對(duì)在軌衛(wèi)星的主要威脅不包括？（A）物理性碰撞導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞（B）產(chǎn)生靜電干擾電子設(shè)備（C）引起軌道共振導(dǎo)致軌道衰減（D）電磁脈沖直接摧毀衛(wèi)星核心處理器4.以下哪種清理技術(shù)主要通過(guò)發(fā)射一個(gè)“碎片清除船”來(lái)主動(dòng)捕獲目標(biāo)碎片并將其拖入大氣層燒毀？（A）激光推力技術(shù)（B）動(dòng)能撞擊器（C）空間捕獲網(wǎng)（D）被動(dòng)軌道改變5.目前國(guó)際上最常被引用的關(guān)于空間碎片減緩的國(guó)際法規(guī)文件是？（A）《月球協(xié)定》（B）《外層空間條約》（C）《國(guó)際電信聯(lián)盟規(guī)約》（D）《聯(lián)合國(guó)海洋法公約》6.微小顆粒（毫米級(jí)以下）對(duì)航天器的威脅主要體現(xiàn)在？（A）直接撞擊造成顯著物理?yè)p傷（B）引起軌道快速衰減（C）干擾光學(xué)傳感器成像（D）產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁干擾7.能夠利用地球大氣層摩擦自然燒毀太空垃圾的技術(shù)，主要用于處理哪種尺寸的碎片？（A）大型碎片（>10cm）（B）中等碎片（1-10cm）（C）小型碎片（1-1mm）（D）微小顆粒（<1mm）8.激光推力清理太空垃圾的原理主要是利用高能激光照射物體表面，通過(guò)什么效應(yīng)產(chǎn)生推力？（A）光壓作用（B）熱膨脹（C）等離子體噴發(fā)（D）電磁感應(yīng)9.“KesslerSyndrome”描述的是一種什么樣的空間環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)？（A）衛(wèi)星過(guò)度擁擠導(dǎo)致軌道資源枯竭（B）小規(guī)模碰撞產(chǎn)生大量碎片，引發(fā)連鎖碰撞效應(yīng)（C）空間天氣導(dǎo)致在軌電子設(shè)備失效（D）深空探測(cè)任務(wù)面臨越來(lái)越高的輻射風(fēng)險(xiǎn)10.在眾多太空垃圾清理概念中，哪個(gè)技術(shù)被認(rèn)為是相對(duì)成熟，已在地面或近地軌道進(jìn)行過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證？（A）天基激光系統(tǒng)（B）大型機(jī)械臂捕獲（C）碎片清除船（D）電磁軌道炮二、填空題1.尺寸在1厘米至10厘米之間的太空垃圾通常被稱(chēng)為_(kāi)_______碎片。2.為了應(yīng)對(duì)太空垃圾威脅，國(guó)際社會(huì)提出了著名的________原則，要求空間活動(dòng)實(shí)體在其任務(wù)結(jié)束后采取措施避免產(chǎn)生空間碎片。3.________是目前追蹤數(shù)量最多、尺寸最大的在軌物體的國(guó)際數(shù)據(jù)庫(kù)。4.利用小衛(wèi)星或?qū)Ｓ闷脚_(tái)搭載傳感器，通過(guò)激光或雷達(dá)主動(dòng)探測(cè)和跟蹤太空垃圾的技術(shù)被稱(chēng)為_(kāi)_______技術(shù)。5.除了主動(dòng)清理技術(shù)，通過(guò)改進(jìn)航天器設(shè)計(jì)使其更容易在任務(wù)結(jié)束后再入大氣層燒毀，或增加其軌道衰減速率，屬于________式減緩措施。6.________是指由太空垃圾碰撞產(chǎn)生的碎片，進(jìn)而引發(fā)更多碰撞，導(dǎo)致軌道空間嚴(yán)重污染的級(jí)聯(lián)效應(yīng)。7.某些清理概念，如“碎片清除船”，需要攜帶大量的________以便捕獲碎片后將其拖入大氣層。8.預(yù)警和規(guī)避（_______）系統(tǒng)是保護(hù)在軌資產(chǎn)免受空間碎片撞擊的重要被動(dòng)防御措施。9.目前，全球最大的空間碎片監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)之一是位于美國(guó)________的空間監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)（SSN）。10.除了技術(shù)挑戰(zhàn)，太空垃圾清理還面臨巨大的________和倫理方面的考量。三、名詞解釋1.太空態(tài)勢(shì)感知（SSA）2.被動(dòng)式減緩3.動(dòng)能撞擊器4.碎片云5.光壓清掃四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述太空垃圾產(chǎn)生的主要途徑及其對(duì)在軌航天器構(gòu)成的潛在危害。2.比較主動(dòng)式太空垃圾清理技術(shù)和被動(dòng)式減緩技術(shù)的根本區(qū)別和主要特點(diǎn)。3.簡(jiǎn)要說(shuō)明地面和空間相結(jié)合的太空垃圾監(jiān)測(cè)追蹤系統(tǒng)各自的作用和優(yōu)勢(shì)。4.為了減少未來(lái)太空垃圾的產(chǎn)生，從航天器設(shè)計(jì)和任務(wù)規(guī)劃角度可以采取哪些具體措施？5.闡述國(guó)際合作在應(yīng)對(duì)全球太空垃圾問(wèn)題中的重要性。五、論述題1.評(píng)述當(dāng)前幾種主要的太空垃圾清理技術(shù)（如捕獲網(wǎng)、激光推力、碎片清除船等）的原理、優(yōu)勢(shì)、面臨的挑戰(zhàn)以及未來(lái)的發(fā)展前景。2.結(jié)合《外層空間條約》等國(guó)際法規(guī)，論述在推動(dòng)太空垃圾清理技術(shù)研發(fā)和部署過(guò)程中，應(yīng)如何平衡技術(shù)創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)效益與國(guó)際責(zé)任、倫理規(guī)范之間的關(guān)系。試卷答案一、選擇題1.D2.D3.B4.C5.B6.D7.D8.A9.B10.B二、填空題1.中等2.不產(chǎn)生空間碎片3.北約軌道預(yù)警網(wǎng)絡(luò)（NORAD）/空間監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)（SSN）4.天基5.被動(dòng)6.Kessler7.燃料8.碰撞預(yù)警9.阿拉莫10.經(jīng)濟(jì)三、名詞解釋1.太空態(tài)勢(shì)感知（SSA）：指利用地面或空間觀測(cè)系統(tǒng)，持續(xù)探測(cè)、識(shí)別、跟蹤和編目近地空間中的人造物體（主要是空間碎片），并評(píng)估其與其他航天器碰撞風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)或活動(dòng)。2.被動(dòng)式減緩：指在航天器設(shè)計(jì)或任務(wù)規(guī)劃階段就采取措施，在其生命周期結(jié)束后自然、被動(dòng)地減少或消除其對(duì)空間環(huán)境威脅的技術(shù)或方法，如設(shè)計(jì)易再入大氣層燒毀的結(jié)構(gòu)、增加軌道衰減速率等。3.動(dòng)能撞擊器：指利用一個(gè)高速飛行的物體（通常是小型衛(wèi)星或碎片本身）撞擊目標(biāo)太空垃圾，通過(guò)碰撞產(chǎn)生的沖擊力將其擊碎或改變軌道，從而清除或降低其威脅的一種主動(dòng)清理概念。4.碎片云：指由一次空間事件（如碰撞、爆炸）產(chǎn)生的大量太空垃圾（碎片）在空間中彌散分布形成的區(qū)域，對(duì)在軌航天器構(gòu)成持續(xù)的碰撞威脅。5.光壓清掃：指利用高能激光照射太空垃圾表面，使物體表面材料蒸發(fā)或電離形成等離子體，等離子體受到激光光壓作用產(chǎn)生反作用力，從而將碎片緩慢推離原有軌道的一種主動(dòng)清理概念。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述太空垃圾產(chǎn)生的主要途徑及其對(duì)在軌航天器構(gòu)成的潛在危害。答案：太空垃圾產(chǎn)生的主要途徑包括：運(yùn)載火箭箭體和上面級(jí)分解；在軌服務(wù)結(jié)束后未能安全處置的衛(wèi)星平臺(tái)或部件；空間碰撞（如兩顆衛(wèi)星相撞）或爆炸產(chǎn)生的碎片；空間碎片解體等。太空垃圾對(duì)在軌航天器的潛在危害包括：物理性撞擊導(dǎo)致航天器表面或結(jié)構(gòu)損壞、天線變形、傳感器失效甚至整體解體；碎片撞擊產(chǎn)生的沖擊波破壞航天器外殼和內(nèi)部精密儀器；高速碰撞可能引發(fā)火災(zāi)或爆炸；導(dǎo)致航天器軌道不確定性增加，縮短任務(wù)壽命；增加任務(wù)規(guī)避成本或迫使任務(wù)提前結(jié)束。解析思路：?jiǎn)栴}要求分兩部分作答。第一部分列出太空垃圾的主要來(lái)源，需涵蓋發(fā)射相關(guān)、任務(wù)結(jié)束相關(guān)和碰撞相關(guān)。第二部分闡述危害，需從物理?yè)p傷、功能失效、軌道影響、經(jīng)濟(jì)成本等多個(gè)維度說(shuō)明碎片對(duì)航天器的威脅。答案應(yīng)全面、有條理。2.比較主動(dòng)式太空垃圾清理技術(shù)和被動(dòng)式減緩技術(shù)的根本區(qū)別和主要特點(diǎn)。答案：根本區(qū)別在于作用方式。主動(dòng)式清理技術(shù)是指發(fā)射專(zhuān)門(mén)的設(shè)備，主動(dòng)前往目標(biāo)太空垃圾處進(jìn)行捕獲、推離軌道、撞擊摧毀或?qū)⑵鋷Щ氐孛娴炔僮?，直接干預(yù)和管理現(xiàn)有碎片。被動(dòng)式減緩技術(shù)則是指通過(guò)設(shè)計(jì)或操作手段，在航天器自身或其任務(wù)結(jié)束后，使其自然地減少在軌時(shí)間或更容易再入大氣層燒毀，從而從源頭上或后續(xù)減少空間碎片的產(chǎn)生和數(shù)量，不直接作用于現(xiàn)有碎片。主要特點(diǎn)：*主動(dòng)式：技術(shù)復(fù)雜度高、成本巨大、風(fēng)險(xiǎn)較高、需要能源和推進(jìn)系統(tǒng)、效果直接、但可能產(chǎn)生新碎片或存在倫理爭(zhēng)議。常見(jiàn)技術(shù)包括捕獲網(wǎng)、機(jī)械臂、激光推力、動(dòng)能撞擊器等。*被動(dòng)式：技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單、成本較低、風(fēng)險(xiǎn)較低、無(wú)需額外能源、是當(dāng)前減緩措施的主流。常見(jiàn)技術(shù)包括設(shè)計(jì)易再入結(jié)構(gòu)、增加發(fā)射質(zhì)量以延長(zhǎng)壽命后自然衰減、任務(wù)結(jié)束后利用大氣阻力減速等。解析思路：首先明確兩者定義的核心區(qū)別在于是否“主動(dòng)”干預(yù)現(xiàn)有碎片。然后分別闡述各自的主要特點(diǎn)，可以從技術(shù)復(fù)雜度、成本、風(fēng)險(xiǎn)、作用對(duì)象（現(xiàn)有碎片/未來(lái)碎片）、工作方式、常見(jiàn)技術(shù)實(shí)例等多個(gè)方面進(jìn)行比較，確保對(duì)比清晰、全面。3.簡(jiǎn)要說(shuō)明地面和空間相結(jié)合的太空垃圾監(jiān)測(cè)追蹤系統(tǒng)各自的作用和優(yōu)勢(shì)。答案：地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要通過(guò)大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡和雷達(dá)，在地球表面持續(xù)觀測(cè)近地軌道和部分中高軌道的航天器及碎片。其主要作用是提供廣域覆蓋、長(zhǎng)時(shí)序的觀測(cè)數(shù)據(jù)，構(gòu)建并維護(hù)主要的航天器數(shù)據(jù)庫(kù)，發(fā)布碰撞預(yù)警。其優(yōu)勢(shì)在于建設(shè)成本相對(duì)較低、技術(shù)成熟、可以覆蓋各種軌道高度和傾角?？臻g監(jiān)測(cè)系統(tǒng)則是指部署在軌的傳感器平臺(tái)（如天基雷達(dá)、天基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡），直接在空間中探測(cè)和跟蹤碎片。其主要作用是彌補(bǔ)地面觀測(cè)的盲區(qū)（如低軌道、空間站附近），提供更高分辨率的數(shù)據(jù)，進(jìn)行近實(shí)時(shí)跟蹤，增強(qiáng)碰撞預(yù)警的精度和提前量。其優(yōu)勢(shì)在于能夠直接觀測(cè)空間目標(biāo)，不受地球大氣和地平線限制，探測(cè)距離更遠(yuǎn)，對(duì)于近場(chǎng)預(yù)警和精細(xì)軌道確定尤為重要。兩者結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)近地空間全方位、多層次、高精度的監(jiān)測(cè)與追蹤，最大限度地提高碰撞預(yù)警能力，保障航天器安全。解析思路：?jiǎn)栴}要求分別說(shuō)明地面和空間系統(tǒng)的作用和優(yōu)勢(shì)。首先清晰界定各自是指什么（地面望遠(yuǎn)鏡/雷達(dá)vs天基傳感器）。然后分別闡述其核心功能（地面：廣域監(jiān)測(cè)、建庫(kù)、預(yù)警；空間：近場(chǎng)/盲區(qū)監(jiān)測(cè)、高精度跟蹤、增強(qiáng)預(yù)警）。最后說(shuō)明結(jié)合的優(yōu)勢(shì)（互補(bǔ)性、全方位保障安全）?；卮鹦柰怀龈髯缘奶攸c(diǎn)和相互補(bǔ)充的關(guān)系。4.為了減少未來(lái)太空垃圾的產(chǎn)生，從航天器設(shè)計(jì)和任務(wù)規(guī)劃角度可以采取哪些具體措施？答案：從航天器設(shè)計(jì)和任務(wù)規(guī)劃角度減少未來(lái)太空垃圾產(chǎn)生的措施包括：*設(shè)計(jì)層面：*采用易再入大氣層設(shè)計(jì)：使用耐熱材料，設(shè)計(jì)可分離結(jié)構(gòu)，確保任務(wù)結(jié)束后或碰撞后能快速、可控地再入大氣層燒毀。*減少或消除可分離部件：優(yōu)化設(shè)計(jì)，盡量集成化，減少任務(wù)結(jié)束后遺留的碎片數(shù)量。*使用標(biāo)準(zhǔn)化組件和接口：便于維修、升級(jí)和處置。*考慮碎片捕獲/處置附件：設(shè)計(jì)易于安裝的捕獲網(wǎng)、機(jī)械臂末端或自毀裝置。*輕量化設(shè)計(jì)：減少發(fā)射產(chǎn)生的碎片。*任務(wù)規(guī)劃層面：*任務(wù)結(jié)束后安全處置：確保所有部件（平臺(tái)、天線、燃料罐等）能按計(jì)劃再入大氣層燒毀，或安全返回地面。對(duì)于無(wú)法返回的，將其置于高傾角、高軌道或無(wú)人區(qū)，增加其衰減速率。*在軌服務(wù)與升級(jí)：推廣在軌維修、更換和升級(jí)技術(shù)，延長(zhǎng)衛(wèi)星壽命，避免過(guò)早報(bào)廢產(chǎn)生碎片。*選擇合適的發(fā)射軌道：優(yōu)先選擇衰減快的軌道，或規(guī)劃明確的任務(wù)結(jié)束處置軌道。*避免高風(fēng)險(xiǎn)操作：減少在擁擠軌道區(qū)域進(jìn)行高機(jī)動(dòng)性操作，謹(jǐn)慎處理碰撞風(fēng)險(xiǎn)。*發(fā)射前聲明：在發(fā)射前向聯(lián)合國(guó)太空事務(wù)廳提交詳細(xì)的軌道參數(shù)和任務(wù)計(jì)劃，便于國(guó)際跟蹤。解析思路：?jiǎn)栴}要求從設(shè)計(jì)和規(guī)劃兩方面給出措施。設(shè)計(jì)層面?zhèn)戎赜诤教炱鞅旧淼慕Y(jié)構(gòu)、材料、可操作性的改進(jìn)，目標(biāo)是使其更容易被安全處置。規(guī)劃層面?zhèn)戎赜谌蝿?wù)全生命周期的管理，包括任務(wù)結(jié)束后的處置方式、在軌維護(hù)、軌道選擇、風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避等。答案應(yīng)分類(lèi)清晰，措施具體可行。5.闡述國(guó)際合作在應(yīng)對(duì)全球太空垃圾問(wèn)題中的重要性。答案：國(guó)際合作在應(yīng)對(duì)全球太空垃圾問(wèn)題中至關(guān)重要，主要體現(xiàn)在：*監(jiān)測(cè)資源共享與協(xié)同：全球太空垃圾數(shù)量龐大，分布廣泛，單一國(guó)家或組織的監(jiān)測(cè)能力有限。國(guó)際合作可以實(shí)現(xiàn)地面和空間監(jiān)測(cè)資源的共享，覆蓋更廣的空間區(qū)域和軌道范圍，提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精度和完整性，構(gòu)建更強(qiáng)大的全球太空態(tài)勢(shì)感知能力。*信息通報(bào)與預(yù)警協(xié)同：太空碎片碰撞風(fēng)險(xiǎn)是全球性威脅，需要及時(shí)、準(zhǔn)確地共享軌道數(shù)據(jù)、碰撞預(yù)警信息。國(guó)際合作有助于建立有效的信息通報(bào)機(jī)制，確保各航天器運(yùn)營(yíng)商能夠獲得必要的預(yù)警，采取規(guī)避行動(dòng)，共同維護(hù)空間交通秩序。*標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與法規(guī)協(xié)同：制定和推廣統(tǒng)一的空間碎片減緩技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、操作規(guī)范和處置指南（如UNOOSA的碎片減緩指南），需要各國(guó)的共同參與和努力。國(guó)際合作有助于推動(dòng)形成國(guó)際共識(shí)，確保各項(xiàng)減緩措施的有效性和兼容性。*技術(shù)研發(fā)與部署協(xié)同：太空垃圾清理技術(shù)研發(fā)投入巨大，技術(shù)難度高，單靠一國(guó)力量難以承擔(dān)。國(guó)際合作可以整合各國(guó)優(yōu)勢(shì)資源，聯(lián)合開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)研