2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——太空探索的技術(shù)與挑戰(zhàn)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項字母填入括號內(nèi)）1.下列哪一項不屬于現(xiàn)代載人航天必備的關(guān)鍵技術(shù)？A.生命保障系統(tǒng)B.空間交會對接技術(shù)C.可重復(fù)使用運載火箭技術(shù)D.高精度深空測控技術(shù)2.對航天器造成嚴重威脅的“空間碎片”主要來源于？A.小行星撞擊B.自然衛(wèi)星解體C.運載火箭和航天器發(fā)射、運行及失效產(chǎn)生的殘骸D.太陽活動拋射物3.在深空探測任務(wù)中，為了克服距離遙遠導(dǎo)致的信號延遲問題，常采用的技術(shù)策略包括？A.提高運載火箭的運載能力B.發(fā)展更先進的通信加密技術(shù)C.依靠航天器自主導(dǎo)航和決策D.建立分布式深空測控網(wǎng)絡(luò)4.空間站需要建立閉環(huán)生命保障系統(tǒng)的主要目的是？A.提供更舒適的居住環(huán)境B.減少對地資源補給依賴，提高長期駐留能力C.增加航天員的運動空間D.提升空間站的科研能力5.下列哪種推進技術(shù)主要利用太陽光子壓力產(chǎn)生推力，適用于需要長期、小推力變軌或姿態(tài)調(diào)整的任務(wù)？A.化學(xué)火箭推進B.電推進（IonThruster）C.磁等離子體推進D.太陽帆推進6.開展近地軌道空間碎片清除任務(wù)面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)之一是？A.如何高效捕獲不同大小、形狀和軌道的碎片B.如何保證清除過程的燃料消耗最小化C.如何確保清除過程中不對在軌衛(wèi)星造成二次碰撞風險D.如何將回收的碎片進行資源化利用7.人類探索火星面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)包括？A.極端寒冷和干燥的氣候B.強烈的宇宙射線和輻射環(huán)境C.復(fù)雜的地形和沙塵暴D.以上所有8.衛(wèi)星星座組網(wǎng)的主要優(yōu)勢在于？A.極大地提高了單顆衛(wèi)星的覆蓋范圍B.能夠同時進行全球范圍的連續(xù)觀測C.顯著降低了單次發(fā)射的成本D.大幅提升了航天器的軌道壽命9.空間材料需要具備的特殊性能，以下哪項不是其主要要求？A.高強度和輕量化B.良好的耐高溫性能C.對空間輻射和原子氧具有高免疫力D.容易進行常規(guī)機加工成型10.基于經(jīng)濟可行性的考量，發(fā)展可重復(fù)使用運載火箭技術(shù)的核心驅(qū)動力是？A.提升運載火箭的安全性B.滿足更大規(guī)模的空間發(fā)射需求C.降低單次進入太空的發(fā)射成本D.增強運載火箭的運載能力二、填空題1.太空探索活動涉及多個國家參與，其國際合作的框架主要由《外層空間條約》等一系列國際法律文件構(gòu)成，形成了以______為核心的國際治理體系。2.航天器在轉(zhuǎn)移軌道上飛行的能量管理，主要通過______和______兩種方式實現(xiàn)。3.空間環(huán)境對航天器的主要危害包括空間輻射、微流星體/空間碎片撞擊、高低溫循環(huán)、______和原子氧侵蝕等。4.針對載人航天中航天員可能出現(xiàn)的失重導(dǎo)致的生理變化，需要進行特殊訓(xùn)練和采取相應(yīng)措施，其中為了維持肌肉骨鹽代謝，需要進行______鍛煉。5.衛(wèi)星測控網(wǎng)絡(luò)通常采用______和______相結(jié)合的全球覆蓋方式。6.利用月球作為深空探測的“跳板”，可以借助其______效應(yīng)，節(jié)省進入更遙遠行星際空間所需攜帶的燃料。7.太空經(jīng)濟的主要潛在領(lǐng)域包括衛(wèi)星應(yīng)用服務(wù)、______、太空旅游和地外資源利用等。8.空間天氣事件可能對地面電力系統(tǒng)、通信導(dǎo)航系統(tǒng)以及______等在軌航天器產(chǎn)生嚴重影響。9.評價一項空間探測任務(wù)成功與否，除了技術(shù)指標完成情況外，往往還需要考慮其獲取的科學(xué)數(shù)據(jù)量和______。10.空間探測器的自主導(dǎo)航與控制技術(shù)，是指探測器在失去與地面測控站連續(xù)通信聯(lián)系時，依靠自身攜帶的傳感器和計算機，實現(xiàn)______、______和______的能力。三、簡答題1.簡述化學(xué)火箭推進的基本原理及其主要優(yōu)缺點。2.闡述載人航天器生命保障系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵問題及其主要技術(shù)構(gòu)成。3.分析微流星體和空間碎片對在軌航天器可能造成的危害，并提出相應(yīng)的防護措施。4.說明發(fā)展空間探測自主技術(shù)的必要性和主要面臨的挑戰(zhàn)。5.簡述當前國際社會在近地軌道空間碎片減緩方面正在采取的主要措施。四、論述題1.結(jié)合當前技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，深入分析實現(xiàn)人類登陸火星并建立可持續(xù)生存基地面臨的主要技術(shù)、經(jīng)濟和倫理挑戰(zhàn)。2.探討空間資源開發(fā)利用（如月球、小行星資源）的潛力與機遇，并分析其中涉及的關(guān)鍵技術(shù)難題和潛在的國際合作與競爭問題。3.試論未來十年太空探索技術(shù)可能的發(fā)展趨勢及其對社會進步可能產(chǎn)生的深遠影響。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.D4.B5.D6.C7.D8.B9.D10.C二、填空題1.聯(lián)合國2.主動推進/被動阻尼3.電磁脈沖(或粒子環(huán)境)4.軌道運動/超重訓(xùn)練5.地面測控站/航天測控船(或空間站測控)6.引力彈弓7.商業(yè)航天/在軌服務(wù)8.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)9.科學(xué)價值/社會影響10.定位/跟蹤/控制或?qū)Ш?姿控/控制或制導(dǎo)/導(dǎo)航/控制三、簡答題1.原理：利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量高溫高壓氣體，通過噴管高速噴出，產(chǎn)生反作用力推動航天器。通常是燃燒燃料和氧化劑。優(yōu)點：推力大，能將重型航天器送入軌道或進行深空發(fā)射，技術(shù)相對成熟。缺點：效率相對較低（比沖?。?，燃料占航天器總質(zhì)量比例大，準備時間長，發(fā)射次數(shù)受限，存在環(huán)境污染。2.關(guān)鍵問題：提供航天員生存所需的適宜大氣環(huán)境（壓力、溫度、氧氣濃度）、調(diào)節(jié)體液平衡、防護空間輻射和微流星體、維持合適的營養(yǎng)和水分、處理廢物、保障通信和應(yīng)急。主要技術(shù)構(gòu)成：大氣調(diào)節(jié)與生命保障系統(tǒng)（供氧、排廢、溫濕度控制）、航天員飲水系統(tǒng)、航天食品系統(tǒng)、航天衛(wèi)生系統(tǒng)、應(yīng)急救生系統(tǒng)、醫(yī)監(jiān)醫(yī)保系統(tǒng)。3.危害：微流星體高速撞擊可導(dǎo)致航天器表面材料損傷、穿透，甚至結(jié)構(gòu)破壞；碎片撞擊可產(chǎn)生高速噴射物，造成表面損傷或穿透；電磁脈沖可干擾或破壞航天器電子設(shè)備；原子氧長期侵蝕可導(dǎo)致材料表面濺射、腐蝕、老化。防護措施：采用吸能材料、防護罩、Whipple防護系統(tǒng)（多層網(wǎng)格）、航天器設(shè)計規(guī)避（如保持最小暴露面積）、空間碎片監(jiān)測預(yù)警、主動清除技術(shù)（在研）。4.必要性：減少對地面測控網(wǎng)的依賴，提高任務(wù)連續(xù)性和生存能力，適應(yīng)深空探測距離遙遠、通信延遲大的特點，實現(xiàn)自主快速響應(yīng)和任務(wù)調(diào)整，降低對地資源消耗。主要挑戰(zhàn)：高精度傳感器和算法開發(fā)、復(fù)雜環(huán)境下環(huán)境感知和識別能力、魯棒的控制決策邏輯、高可靠性和冗余設(shè)計、能量和資源管理。5.主要措施：制定并執(zhí)行空間碎片減緩政策法規(guī)和標準，推廣使用無源干擾器（如雷達反射器、光學(xué)校正器）提高可觀測性，發(fā)展航天器在軌維修、拼裝、升級和拆解技術(shù)，推動空間碎片主動清除技術(shù)研發(fā)與部署，加強空間碎片監(jiān)測、預(yù)報和預(yù)警網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，鼓勵使用可再利用或可降解的空間技術(shù)。四、論述題1.技術(shù)挑戰(zhàn)：長期、深空、高能輻射防護；極端溫度和低重力環(huán)境下的生命維持與保障；長期失重對航天員生理心理影響的應(yīng)對；高效、大推力的深空運載工具；地火轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計與導(dǎo)航控制；火星表面著陸與起飛；資源就地利用（ISRU）技術(shù)（水、空氣、能源、建筑材料）；火星表面生存基地建設(shè)（棲息地、生命保障、能源、通信、交通）。經(jīng)濟挑戰(zhàn)：發(fā)射成本極其高昂；任務(wù)周期長，資金投入巨大且風險高；缺乏成熟的商業(yè)回報模式；國際政治經(jīng)濟格局變化帶來的不確定性。倫理挑戰(zhàn)：地外生命探測及其樣本管理；火星資源開發(fā)的歸屬與分配問題；人類活動對火星環(huán)境的潛在影響；星際移民的倫理地位和社會結(jié)構(gòu)問題；地球與火星之間的潛在生物污染風險。2.潛力與機遇：月球擁有豐富的氦-3資源可用于未來核聚變發(fā)電；月球表面和水冰資源可支持人類長期駐留和作為深空探測的中轉(zhuǎn)站；小行星富含稀有金屬和寶藏，是未來太空資源開采的重要目標；太空資源開發(fā)可能催生新的產(chǎn)業(yè)鏈，帶動相關(guān)技術(shù)進步，緩解地球資源壓力。關(guān)鍵技術(shù)難題：空間資源原位勘探與識別技術(shù)；高效、低成本的太空開采與運輸技術(shù)；太空資源加工、提純與利用技術(shù)；近地軌道或月球/小行星軌道的太空基地建設(shè)與運營技術(shù)；安全的太空運輸和著陸技術(shù)；相關(guān)的法律、經(jīng)濟和安全保障體系。國際合作與競爭：太空資源開發(fā)具有高風險、高投入的特點，易于引發(fā)國際合作（共享成本、成果）；但同時可能因資源歸屬、技術(shù)壟斷等問題引發(fā)國家間競爭；需要建立新的國際治理框架來規(guī)范太空資源開發(fā)活動。3.發(fā)展趨勢：可重復(fù)使用運載火箭技術(shù)將大幅降低發(fā)射成本，推動太空活動普及；小型化、低成本、星座化衛(wèi)星將提供更廣泛、更及時的觀測和通信服務(wù)；人工智能將在航天器自主控制、任務(wù)規(guī)劃和數(shù)據(jù)分析中發(fā)揮更大作用；深空探測將