2025年中小學(xué)生航空航天科普知識競賽考試試題與參考答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.2025年4月，我國首顆采用“太陽帆”推進(jìn)技術(shù)的立方星“天帆一號”成功展開帆面，其帆面材料最突出的性能是A.超導(dǎo)電性?B.耐高溫?C.超低密度?D.磁性記憶答案：C2.火箭發(fā)射前常進(jìn)行“負(fù)6小時”流程，其中“T6”中的“T”原意是A.Target?B.Time?C.Thrust?D.Temperature答案：B3.國際空間站每90分鐘繞地球一圈，宇航員一天內(nèi)可經(jīng)歷的日出次數(shù)約為A.8?B.12?C.16?D.24答案：C4.2025年6月，我國“嫦娥七號”任務(wù)將攜帶的“飛躍探測器”計(jì)劃在月球南極—艾特肯盆地執(zhí)行的探測方式是A.鉆取2米樣本?B.空中懸停嗅探水冰?C.月面跳躍巡視?D.激光熔融制氧答案：B5.在火星制氧實(shí)驗(yàn)中，MOXIE裝置利用的化學(xué)反應(yīng)方程式為A.2CO?→2CO+O??B.CO?+H?→CH?+H?O?C.2H?O→2H?+O??D.CO?→C+O?答案：A6.2025年啟用的“天宮”空間站擴(kuò)展艙段“巡天”光學(xué)艙，其主鏡口徑達(dá)到A.1.2米?B.2米?C.2.4米?D.3.2米答案：B7.下列關(guān)于“黑障”的描述正確的是A.僅出現(xiàn)在載人飛船返回艙?B.由等離子鞘套屏蔽無線電信號?C.高度固定為80km?D.可被GPS信號穿透答案：B8.2025年，SpaceX“星艦”首次在月球軌道完成加注演示，其采用的在軌加注技術(shù)是A.常溫?cái)D壓?B.低溫推進(jìn)劑蒸發(fā)再冷凝?C.旋轉(zhuǎn)流體對接?D.電磁泵送答案：B9.在軌衛(wèi)星常用“磁力矩器”進(jìn)行姿態(tài)控制，其原理基于A.動量守恒?B.電磁感應(yīng)?C.地磁場作用力矩?D.太陽輻射壓答案：C10.2025年，我國首次在軌驗(yàn)證的“碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料”相比傳統(tǒng)鋁鋰合金，其比強(qiáng)度提升約A.5%?B.15%?C.30%?D.50%答案：C11.火箭發(fā)動機(jī)噴管擴(kuò)張段采用“Rao曲線”設(shè)計(jì)的主要目的是A.降低燃燒溫度?B.提高推力系數(shù)?C.減小結(jié)構(gòu)質(zhì)量?D.增加混合比答案：B12.2025年，我國“羲和二號”太陽探測器將首次飛掠太陽極區(qū)，其近日點(diǎn)距離約為A.0.1AU?B.0.3AU?C.0.7AU?D.1.0AU答案：B13.在微重力環(huán)境下，液體火箭發(fā)動機(jī)燃燒室中火焰呈A.藍(lán)色球形?B.黃色羽形?C.紅色層流?D.綠色螺旋答案：A14.2025年，我國“天琴三號”引力波探測衛(wèi)星編隊(duì)采用的三星間距為A.1萬千米?B.5萬千米?C.17萬千米?D.100萬千米答案：C15.2025年，全球首次商業(yè)太空行走任務(wù)由哪艘飛船完成A.神舟十九號?B.龍飛船“堅(jiān)韌號”?C.聯(lián)盟MS28?D.新謝潑德答案：B二、判斷題（每題1分，共10分）16.2025年，我國“長征八號改”首次采用柵格舵實(shí)現(xiàn)垂直回收，其回收精度可達(dá)10米級。答案：√17.太空電梯概念中，配重段必須位于地球同步軌道以下才能保持張力。答案：×18.2025年，歐空局“赫拉”任務(wù)將首次利用小行星衛(wèi)星撞擊改變雙星軌道，驗(yàn)證動能防御技術(shù)。答案：√19.在火星表面，二氧化碳占比約95%，因此可直接用于溫室種植番茄而無需額外氣體調(diào)節(jié)。答案：×20.2025年，我國“遨龍二號”空間碎片清除衛(wèi)星首次使用“離子束牽引”技術(shù)，可將厘米級碎片降軌。答案：√21.火箭發(fā)射時聽到的“噼啪”聲主要來源于超音速噴流與大氣相互作用形成的沖擊波。答案：√22.2025年，我國“天問四號”木星探測器將借助地球—火星—木星三級引力彈弓，總飛行時間縮短至4年。答案：×23.在軌航天器采用“氙氣離子推力器”時，推力大小與氙原子電離率成正比。答案：√24.2025年，國際空間站首次引入“深空輻射模擬艙”，可模擬太陽質(zhì)子事件劑量率達(dá)100mGy/h。答案：√25.2025年，我國“銀河”超低軌通信星座，衛(wèi)星軌道高度低于200km，因此無需推進(jìn)劑維持軌道。答案：×三、填空題（每空2分，共20分）26.2025年，我國“鵲橋三號”中繼星在地月L2點(diǎn)暈軌道運(yùn)行周期約為________天。答案：1427.火箭比沖量常用單位“秒”實(shí)質(zhì)上是________與________的比值。答案：推力；重量流量28.2025年，SpaceX“星鏈二代”衛(wèi)星采用________波段實(shí)現(xiàn)手機(jī)直連，頻率范圍在________GHz之間。答案：Ku；10.7—12.729.2025年，我國“天和”核心艙機(jī)械臂末端重復(fù)定位精度優(yōu)于________毫米。答案：4530.2025年，我國首次在軌驗(yàn)證的“無工質(zhì)微波推力器”理論比沖可達(dá)________秒量級。答案：300031.2025年，歐空局“太陽軌道器”最接近太陽時，熱防護(hù)層外表面溫度可達(dá)________℃。答案：52032.2025年，我國“長征九號”一級采用________臺130噸級液氧煤油發(fā)動機(jī)并聯(lián)。答案：1633.2025年，我國“嫦娥八號”將首次在月面利用________技術(shù)打印磚塊，用于建造科研站。答案：激光選區(qū)熔化34.2025年，國際空間站“阿爾法磁譜儀”升級后，其超導(dǎo)磁體運(yùn)行溫度需低于________K。答案：235.2025年，我國“風(fēng)云五號”氣象衛(wèi)星采用________軌道，可實(shí)現(xiàn)全球大氣成分分鐘級觀測。答案：晨昏四、簡答題（每題6分，共30分）36.簡述2025年我國“可重復(fù)使用火箭”垂直回收過程中“格柵舵—反推—著陸腿”三階段控制策略。答案：上升段結(jié)束后，一級發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)并分離；格柵舵在70km高度展開，通過氣動阻力與滾轉(zhuǎn)控制調(diào)整落點(diǎn)；下降至8km時，中心9臺發(fā)動機(jī)中3臺重新點(diǎn)火反推減速；著陸前50m，發(fā)動機(jī)節(jié)流至60%推力，著陸腿展開吸收沖擊，實(shí)現(xiàn)垂直著陸。37.說明“空間等離子鞘套”導(dǎo)致通信中斷的物理機(jī)制，并給出2025年我國“嫦娥七號”為解決該問題采用的兩項(xiàng)新技術(shù)。答案：高速再入時，激波加熱空氣形成溫度達(dá)8000K的等離子體，電子密度超過1012cm?3，反射或吸收無線電波；嫦娥七號采用“高Q值駐波天線”提高穿透功率，并搭載“中繼星激光鏈路”實(shí)現(xiàn)無等離子干擾的數(shù)傳備份。38.2025年，我國“天琴三號”引力波探測衛(wèi)星需保持三星間距17萬千米，精度優(yōu)于10nm，簡述其“無拖曳控制”系統(tǒng)組成與原理。答案：系統(tǒng)由慣性傳感器、微推力器與激光測距單元組成；慣性傳感器檢測非保守力，反饋給微推力器產(chǎn)生補(bǔ)償推力，使衛(wèi)星質(zhì)心沿測地線運(yùn)動；激光干涉儀實(shí)時監(jiān)測星間距離變化，通過數(shù)字控制環(huán)路將殘余加速度抑制至10?11m/s2量級。39.2025年，我國“火星制氧站”計(jì)劃利用“固態(tài)氧化物電解”技術(shù)，請寫出反應(yīng)方程式并說明其相比MOXIE裝置的兩項(xiàng)優(yōu)勢。答案：反應(yīng)式：CO?（固態(tài)電解）→C（石墨）+O?；優(yōu)勢：①無需高溫800℃操作，能耗降低30%；②副產(chǎn)石墨可作為火星基地建材或電極，資源利用率100%。40.2025年，全球首次商業(yè)太空行走中，宇航員身穿“艙外機(jī)動套裝3.0”完成6小時作業(yè)，簡述該套裝在熱控、輻射與微流星防護(hù)上的三項(xiàng)創(chuàng)新。答案：熱控層采用可變發(fā)射率涂層，電調(diào)反射率0.1—0.9，適應(yīng)150℃~+120℃交變；輻射防護(hù)嵌入含硼聚乙烯納米片，對30MeV質(zhì)子屏蔽效率提升40%；微流星防護(hù)采用“蜘蛛絲—石墨烯”復(fù)合瓦，面密度僅800g/m2，可抵御1mm鋁粒以10km/s撞擊。五、綜合應(yīng)用題（每題10分，共30分）41.閱讀材料：2025年8月，某中學(xué)立方星“夢想一號”計(jì)劃部署至400km圓軌道，質(zhì)量2kg，尺寸10×10×30cm，搭載一臺紅外相機(jī)，需對地面熱點(diǎn)進(jìn)行30m分辨率成像。（1）計(jì)算該衛(wèi)星對地張角需小于多少度，才能獲取30m分辨率，已知相機(jī)像元尺寸5μm，焦距50mm。（3分）（2）若采用“手機(jī)級”三軸陀螺儀，零偏穩(wěn)定性10°/h，是否滿足姿態(tài)穩(wěn)定度優(yōu)于0.1°的要求？請給出定量分析。（3分）（3）衛(wèi)星壽命6個月，軌道衰減半長軸每天下降5m，請估算再入時間，并給出一種延長壽命的推進(jìn)方案。（4分）答案：（1）地面分辨率GSD=像素尺寸×軌道高度/焦距=5×10??×400×103/50×10?3=40m，大于30m要求，故需將軌道降至300km或焦距增至75mm；若保持軌道，則對地張角θ=2arctan(30/2/300×103)=0.2°。（2）陀螺儀零偏10°/h=0.0028°/s，積分600s后誤差1.7°，遠(yuǎn)大于0.1°，不滿足；需采用星敏+陀螺組合濾波，姿態(tài)確定精度可達(dá)0.02°。（3）初始軌道高度400km，每天下降5m，衰減至100km約需(400100)/5=60天≈2個月；延長方案：安裝0.1U微型電推進(jìn)，推力1mN，比沖1000s，攜帶50g氙，可累計(jì)提供Δv=45m/s，抵消大氣阻尼，延長壽命至1年。42.2025年，我國“月球科研站”需將3t貨物從月面送至環(huán)月軌道，已知月面重力加速度1.62m/s2，目標(biāo)軌道高度100km，忽略月自轉(zhuǎn)。（1）計(jì)算所需最小速度增量Δv。（3分）（2）若采用液氧甲烷發(fā)動機(jī)，比沖360s，請計(jì)算推進(jìn)劑質(zhì)量。（3分）（3）對比分析采用“電磁發(fā)射+上面級”方案的可行性，給出關(guān)鍵參數(shù)。（4分）答案：（1）月面環(huán)繞速度v=√(gR2/(R+h))=√(1.62×(1737×103)2/(1837×103))=1.63km/s；考慮重力損失與2%裕度，Δv≈1.8km/s。（2）由齊奧爾科夫斯基公式，mp=m總(1e^(Δv/(g?Isp)))=3000×(1e^(1800/(9.8×360)))=3000×0.4=1200kg。（3）電磁發(fā)射軌道長1km，出口速度需達(dá)1.6km/s，加速度a=v2/2s=1.28×10?m/s2，遠(yuǎn)超人類耐受；若僅將貨物加速至0.5km/s，剩余1.3km/s由上面級提供，則貨物需承受13000g，僅適合耐沖擊載荷；采用高溫超導(dǎo)磁懸浮，可將加速度降至500g，軌道延長至10km，出口速度0.8km/s，上面級推進(jìn)劑降至600kg，系統(tǒng)總質(zhì)量降低20%，具備技術(shù)可行性。43.2025年，全球首次“太空植樹”實(shí)驗(yàn)在“天宮”擴(kuò)展艙進(jìn)行，擬種植速生楊樹苗，目標(biāo)30天生長高度≥5cm。已知微重力下植物細(xì)胞壁形成受阻，細(xì)胞分裂速度下降30%。（1）請?jiān)O(shè)計(jì)一種“模擬重力”實(shí)驗(yàn)方案，給出離心參數(shù)。（3分）（2）分析LED光源光譜、光周期與CO?濃度對速生楊生長的耦合影響，提出最優(yōu)組合。（4分）（3）若實(shí)驗(yàn)成功，請估算一株楊樹苗在軌30天產(chǎn)生的O?量，并評估可供一名宇航員呼吸的時長。（3分）答案：（1）采用半徑0.4m離心機(jī)，提供1g向心加速度，ω=√(g/r)=4.95rad/s≈47rpm；植株固定于徑向外側(cè)，培養(yǎng)基質(zhì)采用3D打印多孔陶瓷，防止水分漂移。（2）采用紅光660nm與藍(lán)光450nm按4