2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫(kù)——太空基地的建設(shè)與管理考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填入括號(hào)內(nèi)）1.下列哪個(gè)選項(xiàng)不屬于大型太空基地通常需要解決的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域？A.閉環(huán)生命保障系統(tǒng)B.在軌能源供應(yīng)C.高速地面交通網(wǎng)絡(luò)D.精密對(duì)接與組裝技術(shù)2.與近地軌道太空基地相比，月球基地在建設(shè)初期面臨的主要挑戰(zhàn)之一是？A.空間輻射環(huán)境更復(fù)雜B.微流星體撞擊風(fēng)險(xiǎn)更高C.地球引力影響顯著D.資源就地利用的可能性較低3.現(xiàn)代太空基地的長(zhǎng)期運(yùn)行主要依賴哪種能源系統(tǒng)？A.一次性化學(xué)火箭燃料B.由地球帶來(lái)的有限太陽(yáng)能電池板C.可重復(fù)利用的核反應(yīng)堆D.完全閉環(huán)的自給自足能源循環(huán)4.為了維持太空基地內(nèi)的人員長(zhǎng)期生存，閉環(huán)生命保障系統(tǒng)必須解決的核心問(wèn)題是？A.提供充足的娛樂(lè)和社交空間B.實(shí)現(xiàn)水、氧氣、二氧化碳和廢棄物的有效循環(huán)利用C.保證外部景觀的美麗和多樣化D.實(shí)現(xiàn)食物的無(wú)限量生產(chǎn)5.國(guó)際空間站（ISS）的建設(shè)模式主要是？A.單一國(guó)家獨(dú)立完成整體建造B.由一個(gè)國(guó)際組織完全負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和建造C.通過(guò)多國(guó)政府間的合作，分階段、模塊化在軌組裝D.主要依靠商業(yè)公司進(jìn)行建造和運(yùn)營(yíng)6.太空基地在軌建造面臨的主要工程挑戰(zhàn)包括？A.發(fā)射成本極低B.需要在真空和失重環(huán)境下進(jìn)行復(fù)雜的組裝和操作C.建造場(chǎng)地選擇廣泛D.建造過(guò)程無(wú)需考慮空間碎片防護(hù)7.以下哪項(xiàng)技術(shù)被認(rèn)為是未來(lái)實(shí)現(xiàn)太空基地可持續(xù)發(fā)展的重要途徑？A.完全依賴地球定期補(bǔ)給B.大規(guī)模使用一次性資源C.就地資源利用（ISRU），如利用月球或火星資源制造所需物質(zhì)D.減少基地人員規(guī)模以降低資源消耗8.太空基地運(yùn)營(yíng)管理中，對(duì)長(zhǎng)期駐留宇航員進(jìn)行生理和心理健康監(jiān)測(cè)屬于哪個(gè)方面？A.軌道動(dòng)力學(xué)控制B.載人航天器系統(tǒng)維護(hù)C.生命保障系統(tǒng)管理D.人員健康與安全9.空間碎片對(duì)在軌運(yùn)行的太空基地構(gòu)成的主要威脅是？A.引起基地軌道的快速衰減B.可能導(dǎo)致基地表面溫度劇烈變化C.碎片撞擊可能破壞基地結(jié)構(gòu)或關(guān)鍵設(shè)備D.碎片會(huì)干擾基地的無(wú)線電通信10.從國(guó)際法和地緣政治角度看，未來(lái)太空資源開(kāi)發(fā)面臨的主要挑戰(zhàn)之一是？A.技術(shù)發(fā)展過(guò)于緩慢B.缺乏有效的資源開(kāi)采和利用技術(shù)C.如何建立公平、合理的空間資源開(kāi)發(fā)和利益分配機(jī)制D.各國(guó)缺乏參與太空資源開(kāi)發(fā)的意愿二、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述太空基地生命保障系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)閉環(huán)或半閉環(huán)的主要目的和挑戰(zhàn)。2.比較月球基地和火星基地在建設(shè)和運(yùn)營(yíng)方面各自的主要優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)。3.簡(jiǎn)述太空基地建造過(guò)程中，在軌組裝與地面建造相結(jié)合的主要方式和優(yōu)點(diǎn)。4.描述太空基地長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，需要重點(diǎn)管理的幾類主要風(fēng)險(xiǎn)，并說(shuō)明其應(yīng)對(duì)思路。5.解釋什么是“就地資源利用”（ISRU）？它在太空基地建設(shè)和管理中具有哪些重要意義？三、論述題1.試論發(fā)展可重復(fù)使用運(yùn)載火箭技術(shù)對(duì)于降低太空基地建設(shè)成本和頻次的重要性，并分析其面臨的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)。2.結(jié)合當(dāng)前空間科技發(fā)展趨勢(shì)，論述未來(lái)太空基地可能出現(xiàn)的商業(yè)化模式及其對(duì)太空基地設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)帶來(lái)的影響。3.從系統(tǒng)工程的視角出發(fā)，分析建造一個(gè)能夠支持長(zhǎng)期科學(xué)考察的月球基地需要考慮的關(guān)鍵子系統(tǒng)及其相互關(guān)系。四、設(shè)計(jì)/方案題（注：本部分為示例性要求，實(shí)際可能不包含）*（本部分題目將要求學(xué)生針對(duì)特定需求，提出太空基地某個(gè)子系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)方案或?qū)嵤┯?jì)劃要點(diǎn)。）試卷答案一、選擇題1.C*解析思路：大型太空基地需要解決的技術(shù)與其在太空環(huán)境中的運(yùn)行直接相關(guān)。地面交通網(wǎng)絡(luò)是地面活動(dòng)的一部分，與太空基地本身的建設(shè)和管理關(guān)系不大。2.A*解析思路：月球基地遠(yuǎn)離地球，受到的太陽(yáng)風(fēng)和宇宙射線比近地軌道更強(qiáng)，輻射環(huán)境更復(fù)雜是主要挑戰(zhàn)之一。微流星體同樣存在，但近地軌道密度更高。月球引力小于地球，資源利用潛力是優(yōu)勢(shì)。3.C*解析思路：長(zhǎng)期運(yùn)行需要穩(wěn)定且高效的能源。一次性燃料不可持續(xù)，有限太陽(yáng)能受天氣和軌道影響，閉環(huán)能源循環(huán)尚未完全實(shí)現(xiàn)，核反應(yīng)堆能提供長(zhǎng)期穩(wěn)定的大功率能源。4.B*解析思路：閉環(huán)生命保障系統(tǒng)的核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)生命必需物質(zhì)（水、氣、廢料）的可持續(xù)循環(huán)，減少對(duì)外部補(bǔ)給的依賴，從而保障長(zhǎng)期生存。5.C*解析思路：國(guó)際空間站是多個(gè)國(guó)家共同投資、分階段發(fā)射部件、在軌組裝而成的，是典型的國(guó)際合作、模塊化建造模式。6.B*解析思路：在軌建造的核心難點(diǎn)在于克服失重和真空環(huán)境，進(jìn)行精密的機(jī)械操作、結(jié)構(gòu)連接、電力/流體管路集成等，遠(yuǎn)比地面建造復(fù)雜。7.C*解析思路：ISRU利用當(dāng)?shù)刭Y源制造工具、結(jié)構(gòu)、能源等，能極大減少?gòu)牡厍蜻\(yùn)輸?shù)奈镔Y，降低成本，是實(shí)現(xiàn)基地可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。8.D*解析思路：長(zhǎng)期太空飛行對(duì)宇航員的生理（失重、輻射等）和心理健康（幽閉、孤獨(dú)等）構(gòu)成威脅，因此需要建立完善的監(jiān)測(cè)和干預(yù)機(jī)制，這屬于人員健康與安全范疇。9.C*解析思路：高速運(yùn)行的碎片如同流星彈，撞擊會(huì)造成結(jié)構(gòu)損傷、設(shè)備失效甚至人員傷害，是真實(shí)存在的嚴(yán)重威脅。10.C*解析思路：太空資源開(kāi)發(fā)涉及主權(quán)、利益分配、國(guó)際規(guī)范等問(wèn)題，如何制定公平合理的法律框架是主要挑戰(zhàn)。技術(shù)、成本、意愿等問(wèn)題也存在，但法律和規(guī)則層面的挑戰(zhàn)尤為突出和根本。二、簡(jiǎn)答題1.答：主要目的在于最大限度地利用和再生基地內(nèi)水、空氣、食物等生命必需資源，減少對(duì)地球的依賴，保障長(zhǎng)期駐留。挑戰(zhàn)在于技術(shù)復(fù)雜性（如實(shí)現(xiàn)高效率、低排放的氣體分離與再生、水循環(huán)）、系統(tǒng)可靠性、資源平衡控制、能量消耗以及成本等。2.答：月球基地優(yōu)勢(shì)：距離近，運(yùn)輸成本低，資源（水冰、氦-3）相對(duì)豐富，引力適中。劣勢(shì)：環(huán)境惡劣（強(qiáng)輻射、月塵）、引力低導(dǎo)致生理影響?；鹦腔貎?yōu)勢(shì)：存在液態(tài)水證據(jù)，大氣層（雖稀?。┛商峁┎糠址雷o(hù)和資源利用可能，科研價(jià)值極高。劣勢(shì)：距離遠(yuǎn)，運(yùn)輸成本極高，環(huán)境嚴(yán)酷（高能輻射、稀薄大氣、沙塵暴），引力低。3.答：主要方式包括：將大型模塊或關(guān)鍵部件發(fā)射到目標(biāo)軌道，再使用在軌組裝機(jī)器人或載人航天器進(jìn)行對(duì)接、組裝和集成。優(yōu)點(diǎn)是能利用現(xiàn)有航天發(fā)射能力，避開(kāi)地球惡劣環(huán)境進(jìn)行建造，可以分階段實(shí)施降低風(fēng)險(xiǎn)和成本，組裝后的結(jié)構(gòu)性能更優(yōu)。4.答：主要風(fēng)險(xiǎn)包括：空間環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)（輻射、微流星體、空間天氣）、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)（系統(tǒng)故障、推進(jìn)失效）、運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)（設(shè)備維護(hù)、人員失誤）、管理風(fēng)險(xiǎn)（資源短缺、決策失誤）以及安全風(fēng)險(xiǎn)（火災(zāi)、緊急醫(yī)療事件）。應(yīng)對(duì)思路包括：加強(qiáng)環(huán)境防護(hù)設(shè)計(jì)、冗余備份系統(tǒng)、制定應(yīng)急預(yù)案、加強(qiáng)人員培訓(xùn)與規(guī)章管理、引入智能化監(jiān)控與維護(hù)系統(tǒng)、建立有效的供應(yīng)鏈和決策機(jī)制。5.答：就地資源利用（ISRU）是指利用太空（如月球、火星）或空間自身（如空間碎片）的物質(zhì)資源，通過(guò)加工制造，生產(chǎn)出可用的原材料、燃料、建筑材料、生命保障物資等。重要意義在于：大幅降低從地球運(yùn)輸物資的成本和難度，實(shí)現(xiàn)太空資源的就地增值，為長(zhǎng)期、大規(guī)模的太空活動(dòng)提供物質(zhì)基礎(chǔ)，是太空基地可持續(xù)發(fā)展和太空工業(yè)化的關(guān)鍵支撐。三、論述題1.答：可重復(fù)使用運(yùn)載火箭通過(guò)多次飛行降低單次發(fā)射成本，這對(duì)于需要頻繁進(jìn)行貨物補(bǔ)給、人員運(yùn)輸、部件更換或擴(kuò)展的太空基地至關(guān)重要。它能顯著降低基地建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的總成本，提高基地的運(yùn)行靈活性和頻率。技術(shù)挑戰(zhàn)在于提高火箭的可靠性、縮短發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間、降低維護(hù)成本，以及確保重復(fù)使用過(guò)程中的安全性和環(huán)保性。經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)在于高昂的研發(fā)投入攤銷、市場(chǎng)接受度、以及與一次性火箭在特定任務(wù)上的成本比較。2.答：未來(lái)太空基地可能出現(xiàn)的商業(yè)化模式包括：太空旅游（軌道飛行、月球表面行走）、太空資源開(kāi)采（水冰、稀有元素）、太空制造（微重力下的特殊材料、藥品）、太空科學(xué)研究與數(shù)據(jù)服務(wù)、太空俱樂(lè)部與娛樂(lè)等。這些商業(yè)化模式將帶來(lái)影響：促使基地設(shè)計(jì)更加注重成本效益、可擴(kuò)展性和市場(chǎng)對(duì)接；推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新以滿足商業(yè)需求（如低成本運(yùn)輸、商業(yè)生命保障）；可能導(dǎo)致基地管理主體從政府轉(zhuǎn)向商業(yè)公司，引發(fā)新的安全和監(jiān)管問(wèn)題；可能加劇太空資源的競(jìng)爭(zhēng)和利用沖突；但也可能為太空探索注入新的活力和資金來(lái)源。3.答：建造支持長(zhǎng)期科學(xué)考察的月球基地，需要考慮的關(guān)鍵子系統(tǒng)及其相互關(guān)系包括：*生命保障系統(tǒng)：提供breathableair,potablewater,food，處理waste。與能源系統(tǒng)、維護(hù)系統(tǒng)緊密相關(guān)，是基地生存的基礎(chǔ)。*能源系統(tǒng)：通常是核能（如RTG或小型反應(yīng)堆）或高效太陽(yáng)能陣列，為所有系統(tǒng)供電。能源的穩(wěn)定可靠是所有活動(dòng)的前提。*Habitation(居住)與實(shí)驗(yàn)艙：提供人員工作和生活空間，集成科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。需要良好的環(huán)境控制和輻射防護(hù)。*表面移動(dòng)系統(tǒng)：如月球車(chē)，用于人員在月面移動(dòng)、樣本采集、設(shè)備維護(hù)。與居住艙、科學(xué)實(shí)驗(yàn)區(qū)連接。*推進(jìn)與上升系統(tǒng)：用于基地與月球軌道器/著陸器對(duì)接、人員及貨物的垂直運(yùn)輸、緊急撤離。是基地的“交通系統(tǒng)”。*通信系統(tǒng)：與地球、月球軌道器、其他基地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和語(yǔ)音通信。是信息交互的“神經(jīng)中樞”。*能