2025年“空天杯”航空航天知識競賽考試題目及答案1.【單項選擇】2024年12月，我國首顆碳監(jiān)測衛(wèi)星“碳測一號”采用的重訪周期為A.3天B.5天C.7天D.9天答案：B2.【單項選擇】在火星大氣進入下降著陸（EDL）階段，下列哪一項不是“天問三號”任務(wù)擬采用的減速手段A.超聲速盤縫帶傘B.反推發(fā)動機C.充氣式防熱罩D.空中吊車答案：D3.【單項選擇】關(guān)于固體火箭發(fā)動機藥柱的“星形內(nèi)孔”設(shè)計，其主要技術(shù)目的是A.提高推進劑密度B.降低燃燒室壓強C.實現(xiàn)恒面燃燒D.增大初始燃面答案：D4.【單項選擇】國際空間站（ISS）軌道傾角約51.6°，若我國未來空間站實驗艙需與ISS共軌對接，則最適合的發(fā)射場是A.文昌B.酒泉C.西昌D.太原答案：A5.【單項選擇】在地球同步軌道（GEO）上，衛(wèi)星保持南北位置所需的“傾角控制”主要克服的攝動力是A.地球扁率B.日月引力C.太陽輻射壓D.地磁擾動答案：B6.【單項選擇】“阿爾忒彌斯協(xié)定”要求簽署國在月球活動須公開科學(xué)數(shù)據(jù)，其法律淵源可追溯至A.《外空條約》B.《月球協(xié)定》C.《責(zé)任公約》D.《登記公約》答案：A7.【單項選擇】某型渦扇發(fā)動機在海平面標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下推力120kN，若其涵道比為8，則外涵流量約是內(nèi)涵流量的A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍答案：C8.【單項選擇】高超聲速飛行器采用“乘波體”布局時，其前緣激波附著于機身下表面，主要目的是A.減阻B.增升C.降低熱流D.提高容積率答案：A9.【單項選擇】在衛(wèi)星導(dǎo)航三頻載波相位組合中，能有效消除電離層一階項的組合系數(shù)（L1/L2/L5）為A.(1,1,0)B.(1,0,1)C.(0,1,1)D.(1,2,1)答案：D10.【單項選擇】“引力彈弓”效應(yīng)中，探測器獲得的能量主要來源于A.行星自轉(zhuǎn)動能B.行星公轉(zhuǎn)動能C.太陽輻射能D.探測器化學(xué)能答案：B11.【單項選擇】關(guān)于“量子雷達”在隱身目標(biāo)探測上的優(yōu)勢，下列說法錯誤的是A.可突破傳統(tǒng)雷達方程B.需低溫超導(dǎo)接收機C.對射頻隱身材料無效D.信噪比隨光子數(shù)平方根提升答案：C12.【單項選擇】在火箭垂直回收制導(dǎo)中，“凸優(yōu)化”算法相較于傳統(tǒng)PID的顯著優(yōu)勢是A.實時處理非線性約束B.降低計算延時C.節(jié)省燃料5%D.提高發(fā)動機比沖答案：A13.【單項選擇】“太陽帆”航天器在1AU處獲得的太陽輻射壓強約為A.4.56×10??PaB.9.12×10??PaC.1.82×10??PaD.3.64×10??Pa答案：A14.【單項選擇】“嫦娥七號”擬搭載的“飛躍探測器”在月球南極光照區(qū)懸停時，其維持高度主要依賴A.冷氣推力器B.電推進C.旋翼D.超導(dǎo)磁懸浮答案：C15.【單項選擇】在衛(wèi)星通信的Ka/Q頻段中，Q頻段下行頻率范圍約為A.18–22GHzB.26–40GHzC.36–46GHzD.50–75GHz答案：C16.【單項選擇】“組合循環(huán)發(fā)動機”（TBCC）模態(tài)轉(zhuǎn)換的“推力空洞”現(xiàn)象通常發(fā)生在A.Ma2–3B.Ma3–4C.Ma4–5D.Ma5–6答案：B17.【單項選擇】“引力波天文臺”LISA采用的激光干涉臂長為A.2.5×10?kmB.1.0×10?kmC.2.5×10?kmD.1.5×101?km答案：A18.【單項選擇】在航天器熱控中，“可變發(fā)射率熱控涂層”利用的材料是A.VO?薄膜B.ITO薄膜C.石墨烯D.二氧化硅答案：A19.【單項選擇】“藍(lán)箭航天”ZQ2火箭液氧甲烷發(fā)動機采用的循環(huán)方式是A.燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)B.分級燃燒循環(huán)C.膨脹循環(huán)D.擠壓循環(huán)答案：B20.【單項選擇】“空間太陽能電站”無線能量傳輸若采用2.45GHz微波，其大氣衰減峰值主要出現(xiàn)在A.對流層B.平流層C.中間層D.熱層答案：A21.【多項選擇】下列哪些因素會導(dǎo)致低軌衛(wèi)星“星座”出現(xiàn)“軌道面進動”不一致A.地球J?項B.太陽輻射壓C.大氣密度周日變化D.衛(wèi)星質(zhì)量差異E.地磁活動答案：A、C、E22.【多項選擇】關(guān)于“旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機”（RDE）的優(yōu)點，正確的是A.熵增低于等壓燃燒B.推力矢量可寬域調(diào)節(jié)C.燃燒室壓強振蕩大D.比沖潛力高于傳統(tǒng)沖壓E.可零速啟動答案：A、B、D23.【多項選擇】“嫦娥六號”返回器再入地球時采用的“跳躍式再入”技術(shù)，其優(yōu)點包括A.降低峰值熱流B.提高落點精度C.減小過載峰值D.延長通信黑障E.減少推進劑消耗答案：A、B、C24.【多項選擇】在衛(wèi)星導(dǎo)航差分系統(tǒng)中，RTK算法失鎖的常見原因有A.電離層閃爍B.多路徑效應(yīng)C.接收機鐘跳D.星歷誤差E.周跳答案：A、B、C、E25.【多項選擇】“可展開式輻射散熱器”在軌展開后，其熱性能受下列哪些參數(shù)影響顯著A.涂層太陽吸收比B.鉸鏈接觸熱阻C.軌道β角D.衛(wèi)星自旋速率E.散熱器厚度答案：A、B、C、E26.【多項選擇】“星際客機”Starliner采用的無毒推進劑組合包括A.N?O/MMHB.NTO/MMHC.N?O/乙醇D.N?O/丙烷E.N?O/煤油答案：A、C27.【多項選擇】關(guān)于“數(shù)字孿生”衛(wèi)星平臺，下列技術(shù)屬于其關(guān)鍵使能技術(shù)A.高保真降階模型B.星載邊緣計算C.5GNTN回傳D.區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存證E.增強現(xiàn)實可視化答案：A、B、D28.【多項選擇】“空間機械臂”在捕獲非合作目標(biāo)時，需實時估計的相對運動參數(shù)包括A.相對位姿B.目標(biāo)角速度C.目標(biāo)慣量張量D.目標(biāo)表面溫度E.目標(biāo)質(zhì)心位置答案：A、B、C、E29.【多項選擇】“高超聲速風(fēng)洞”中，為降低“真實氣體效應(yīng)”偏差，可采取A.提高總溫B.降低總壓C.采用氦氣驅(qū)動D.增加噴管擴張角E.引入CO?加熱答案：A、C30.【多項選擇】“深空原子鐘”相比傳統(tǒng)星載銣鐘，其優(yōu)勢體現(xiàn)在A.漂移<1ns/日B.無需地面校準(zhǔn)C.抗輻射加固D.體積<1UE.功耗<10W答案：A、B、C31.【判斷題】“霍爾電推進”比沖一定高于“離子電推進”。答案：錯誤32.【判斷題】在地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）上，衛(wèi)星遠(yuǎn)地點速度低于近地點速度。答案：正確33.【判斷題】“黑障”現(xiàn)象僅出現(xiàn)在地球再入，月球再入不會出現(xiàn)。答案：錯誤34.【判斷題】“太陽同步軌道”衛(wèi)星的軌道周期一定等于地球自轉(zhuǎn)周期。答案：錯誤35.【判斷題】“引力紅移”效應(yīng)會導(dǎo)致星載鐘在地球引力勢較低處走得更快。答案：錯誤36.【判斷題】“碳纖維復(fù)合材料”在液氧環(huán)境下存在沖擊敏感風(fēng)險。答案：正確37.【判斷題】“空間繩系”系統(tǒng)可用于無推進劑軌道機動。答案：正確38.【判斷題】“量子通信衛(wèi)星”的密鑰分發(fā)速率與信道損耗呈線性關(guān)系。答案：錯誤39.【判斷題】“超音速燃燒沖壓發(fā)動機”燃燒室入口馬赫數(shù)一定小于1。答案：錯誤40.【判斷題】“衛(wèi)星激光通信”采用1550nm波段比800nm波段更易受太陽背景光干擾。答案：錯誤41.【填空題】2025年計劃發(fā)射的“愛因斯坦探針”衛(wèi)星，其主載荷采用__________龍蝦眼光學(xué)系統(tǒng)，實現(xiàn)__________度瞬時視場。答案：微孔陣列；6042.【填空題】“液氧甲烷”發(fā)動機中，為防止甲烷發(fā)生__________反應(yīng)，需控制渦輪入口溫度低于__________K。答案：裂解；80043.【填空題】“天基光學(xué)surveillance”衛(wèi)星對GEO目標(biāo)觀測時，典型曝光時間為__________ms，主要受限于__________。答案：100；目標(biāo)星等44.【填空題】“空間核反應(yīng)堆”采用__________作為慢化劑，可實現(xiàn)__________年連續(xù)運行。答案：氫化鋯；1045.【填空題】“火星制氧”實驗MOXIE中，電解__________產(chǎn)生氧氣，其轉(zhuǎn)換效率約為__________%。答案：CO?；1046.【填空題】“高超聲速滑翔體”再入時，峰值熱流q與頭部半徑R的__________次方成反比。答案：0.547.【填空題】“北斗三號”星間鏈路采用__________頻段，單星建鏈__________顆。答案：Ka；748.【填空題】“空間太陽能電站”若采用__________傳輸，可避免大氣吸收帶，頻率選在__________GHz。答案：激光；20049.【填空題】“衛(wèi)星星座”構(gòu)型保持中，ΔV預(yù)算最大項為__________，占總預(yù)算__________%。答案：大氣阻尼補償；6050.【填空題】“深空網(wǎng)絡(luò)”DSN70m天線系統(tǒng)噪聲溫度約__________K，G/T值約__________dB/K。答案：25；6051.【簡答題】說明“旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機”與傳統(tǒng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動機在熱循環(huán)效率上的差異，并給出定量比較。答案：RDE基于等容燃燒，理論熱效率η=1?1/r^(γ?1)γ，比等壓燃燒提高15–20%；以Ma6飛行、總壓比30為例，RDE循環(huán)效率可達55%，而傳統(tǒng)渦扇約40%，提升約15個百分點。52.【簡答題】推導(dǎo)“電推進衛(wèi)星”軌道提升中，螺旋上升時間Δt與比沖Isp、推力T、初始質(zhì)量m?的近似關(guān)系，并給出數(shù)值算例。答案：由火箭方程與能量守恒得Δt≈(m?g?Isp/T)·ln(m?/mf)，設(shè)m?=2000kg，T=0.2N，Isp=3000s，mf=1800kg，則Δt≈3.0×10?s≈35天。53.【簡答題】闡述“月球南極”水冰遙感探測的三種光譜特征峰，并指出其波段位置。答案：3μm處OH吸收峰、6μm處H?O分子彎曲振動、13μm處晶格水共振峰。54.【簡答題】給出“空間機械臂”抓捕翻滾目標(biāo)時的“零碰撞”條件數(shù)學(xué)表達式，并解釋符號含義。答案：v_rel+ω_t×r≤0，其中v_rel為抓捕點相對速度，ω_t為目標(biāo)角速度矢量，r為抓捕點相對質(zhì)心位矢。55.【簡答題】說明“引力波”對星間激光鏈路相位噪聲的影響機制，并給出1mHz處噪聲譜密度量級。答案：引力波應(yīng)變h引起臂長變化ΔL=hL，相位噪聲S_φ=(4π/λ)2S_h，LISA在1mHz處S_h^(1/2)=4×10?2?Hz?1/2，對應(yīng)S_φ^(1/2)=2×10??rad/√Hz。56.【綜合題】閱讀材料：某型可重復(fù)使用運載火箭一級垂直回收任務(wù)，海平面推力800kN，節(jié)流比20%，比沖285s，干重25t，推進劑裝填量120t，返回段需飛行550km，水平距離350km，最大動壓點50kPa，終端垂直速度≤2m/s。（1）建立返回段能量質(zhì)量耦合模型，給出需用推進劑Δm解析式；（2）考慮10%安全余量，計算實際加注量；（3）若改用兩臺50kN電泵發(fā)動機，比沖提升至320s，重新計算Δm并比較優(yōu)劣。答案：（1）由能量守恒與火箭方程得Δm=m?[1?exp(?(Δv+gΔh)/(gIsp))]，其中Δv≈2.2km/s，Δh≈80km，代入得Δm≈29.4t；（2）實際加注量=29.4×1.1≈32.3t；（3）改用Isp=320s，Δm≈26.1t，節(jié)省6.2t，但電泵增加系統(tǒng)干重1.5t，凈收益4.7t，綜合更優(yōu)。57.【綜合題】閱讀材料：某低軌星座120顆/軌道面，軌道高550km，傾角53°，需實現(xiàn)全球連續(xù)覆蓋，單星平均功耗2kW，設(shè)計壽命7年，采用氙離子電推進軌道壽命延長。（1）給出單星每年軌道衰減量Δa與大氣密度模型關(guān)系式；（2）若太陽活動F10.7=150sfu，計算Δa；（3）電推進補償所需氙氣年消耗量；（4）評估7年總?cè)剂险急取４鸢福海?）Δa=?2πρCDA/m·√(μa)·Δt；（2）ρ≈5×10?13kg/m3，CD=2.2，A=10m2，m=250kg，得Δa≈?85m/年；（3）補償Δv=πΔa/T≈0.55m/s，Isp=2500s，年耗氙≈0.09kg；（4）7年共0.63kg，占比0.25%，可忽略。58.【綜合題】閱讀材料：火星采樣返回任務(wù)，上升器從火星表面起飛，進入170km×170km圓軌道，火星半徑3390km，表面重力g_m=3.71m/s2，上升器干重300kg，比沖340s，結(jié)構(gòu)系數(shù)0.15。（1）求理想速度增量Δv；（2）考慮重力損失與氣動阻力損失共Δv_loss=350m/s，求需用推進劑；（3）若采用“軌道加油站”在火星軌道等待，上升器僅進入80km×30km橢圓軌道，與加油站交會，重新計算推進劑節(jié)省比例。答案：（1）Δv=√(μ/r)=3.45km/s；（2）總Δv=3.80km/s，由火箭方程得m_p=300×(e^(Δv/gIsp)?1)/(1?結(jié)構(gòu)系數(shù))≈570kg；（3）橢圓軌道Δv=2.8km/s，m_p=390kg，節(jié)省31.6%。59.【綜合題】閱讀材料：某遙感衛(wèi)星采用“數(shù)字孿生”架構(gòu)，星載模型每圈更新一次，地面高精度模型每10圈更新，星地鏈路速率50Mbps，模型狀態(tài)向量維數(shù)n=5000，單精度浮點。（1）計算單次星地傳輸數(shù)據(jù)量；（2