2025年航天科技基礎(chǔ)知識考試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.航天器脫離地球引力所需的最小發(fā)射速度被稱為：A.第一宇宙速度（7.9km/s）B.第二宇宙速度（11.2km/s）C.第三宇宙速度（16.7km/s）D.逃逸速度（取決于目標(biāo)天體）2.地球同步軌道的軌道高度約為：A.200-2000kmB.35786kmC.50000kmD.100000km3.以下哪類推進(jìn)劑屬于化學(xué)推進(jìn)劑？A.離子推進(jìn)劑（氙氣）B.電弧加熱推進(jìn)劑（氨）C.液氧/甲烷D.核熱推進(jìn)劑（氫）4.太陽同步軌道的關(guān)鍵特性是：A.軌道平面與太陽光線夾角保持恒定B.軌道周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同C.軌道傾角為0°D.軌道高度低于200km5.航天器再入大氣層時，熱防護(hù)系統(tǒng)的主要作用是：A.反射所有太陽輻射B.通過燒蝕或輻射耗散動能轉(zhuǎn)化的熱能C.維持艙內(nèi)壓力平衡D.抵御微流星體撞擊6.以下哪項是空間站長期駐留的核心技術(shù)？A.快速交會對接B.單組元肼推進(jìn)C.太陽能帆板供電D.再生式生命保障系統(tǒng)（環(huán)控生保）7.火星探測任務(wù)中，“氣動捕獲”技術(shù)的主要目的是：A.減少著陸時的沖擊力B.利用火星大氣降低軌道速度C.提高探測器的通信效率D.延長探測器的工作壽命8.小行星采樣返回任務(wù)中，“接觸式采樣”通常采用的設(shè)備是：A.機(jī)械臂+采樣鏟B.激光燒蝕裝置C.磁選器D.離子推進(jìn)器9.以下哪種軌道類型適用于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（如北斗）？A.地球靜止軌道（GEO）B.中圓地球軌道（MEO）C.低地球軌道（LEO）D.高橢圓軌道（HEO）10.可重復(fù)使用運(yùn)載火箭的關(guān)鍵技術(shù)不包括：A.發(fā)動機(jī)多次啟動B.精確返回著陸控制C.防熱材料重復(fù)使用D.固體火箭發(fā)動機(jī)推力調(diào)節(jié)二、填空題（每空1分，共20分）1.近地軌道（LEO）的典型高度范圍是________km至________km。2.霍曼轉(zhuǎn)移軌道是一種________軌道，用于在兩個共面圓軌道之間轉(zhuǎn)移航天器，其所需能量________（填“最高”或“最低”）。3.載人航天器的應(yīng)急救生系統(tǒng)包括________（發(fā)射段）和________（在軌段）兩種主要模式。4.嫦娥探月工程“繞、落、回”三步走中，“回”的標(biāo)志性任務(wù)是________（任務(wù)名稱），其采用的月球軌道無人交會對接技術(shù)突破了________的難題。5.電推進(jìn)系統(tǒng)的主要類型包括________、________和________，其中________（類型）目前應(yīng)用最廣。6.空間環(huán)境中對航天器威脅最大的輻射源是________和________，防護(hù)手段主要包括________和________。7.空間站組合體的軌道維持通常通過________（設(shè)備）完成，其推進(jìn)劑補(bǔ)加依賴________（技術(shù)）。8.小行星探測中，“雙小行星重定向測試（DART）”任務(wù)的科學(xué)目標(biāo)是驗(yàn)證________技術(shù)，為________提供數(shù)據(jù)支持。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述宇宙速度的分類及其物理意義。2.比較化學(xué)推進(jìn)與電推進(jìn)的優(yōu)缺點(diǎn)，并說明各自適用的任務(wù)場景。3.太陽同步軌道為何被廣泛應(yīng)用于對地觀測衛(wèi)星？請結(jié)合軌道特性與應(yīng)用需求分析。4.載人航天器的生命保障系統(tǒng)需要解決哪些關(guān)鍵問題？請列舉至少4項并簡要說明。5.火星探測中“恐怖七分鐘”指的是什么？分析其面臨的主要挑戰(zhàn)及應(yīng)對措施。四、論述題（每題10分，共20分）1.結(jié)合中國航天工程實(shí)例（如載人航天、探月工程、行星探測），論述“天地一體化”航天體系的構(gòu)建邏輯與技術(shù)支撐。2.未來深空探測（如載人登月、火星采樣返回、木星系探測）對推進(jìn)技術(shù)提出了哪些新需求？請從能量效率、任務(wù)適應(yīng)性、可靠性等角度展開分析。答案及解析一、單項選擇題1.B（第二宇宙速度是脫離地球引力的最小速度，第一宇宙速度是環(huán)繞速度，第三宇宙速度是脫離太陽系的速度。）2.B（地球同步軌道高度約為35786km，周期23小時56分4秒，與地球自轉(zhuǎn)同步。）3.C（液氧/甲烷是化學(xué)推進(jìn)劑，離子、電弧加熱屬于電推進(jìn)，核熱屬于核推進(jìn)。）4.A（太陽同步軌道通過調(diào)整軌道傾角，使軌道平面與太陽光線夾角恒定，保證對地觀測時光照條件一致。）5.B（再入時動能轉(zhuǎn)化為熱能，熱防護(hù)系統(tǒng)通過燒蝕（如碳基材料）或輻射（如陶瓷瓦）耗散熱量。）6.D（再生式環(huán)控生保系統(tǒng)可循環(huán)利用水、氧氣，是長期駐留的核心，其他選項為輔助技術(shù)。）7.B（氣動捕獲利用行星大氣摩擦降低速度，減少推進(jìn)劑消耗，是深空探測的關(guān)鍵技術(shù)。）8.A（接觸式采樣通常用機(jī)械臂+采樣鏟或鉆頭，激光燒蝕用于非接觸，磁選器用于成分分析。）9.B（北斗導(dǎo)航衛(wèi)星主要部署在MEO（約21500km），兼顧全球覆蓋與信號延遲。）10.D（固體發(fā)動機(jī)推力調(diào)節(jié)困難，可重復(fù)使用火箭多采用液體發(fā)動機(jī)（如SpaceX的“梅林”、藍(lán)箭的“天鵲”）。）二、填空題1.200；20002.橢圓；最低3.逃逸塔逃逸；應(yīng)急返回4.嫦娥五號；月面采樣后上升器與軌道器對接5.靜電式（離子）；電磁式（霍爾）；電熱式（電阻加熱）；霍爾推進(jìn)器6.范艾倫輻射帶；太陽質(zhì)子事件；材料屏蔽；姿態(tài)控制7.推進(jìn)艙發(fā)動機(jī)；天舟貨運(yùn)飛船交會對接補(bǔ)加8.小行星軌道偏轉(zhuǎn)；行星防御三、簡答題1.宇宙速度分類及意義：宇宙速度分為三類：-第一宇宙速度（7.9km/s）：航天器繞地球做圓周運(yùn)動的最小發(fā)射速度，是近地軌道的環(huán)繞速度。-第二宇宙速度（11.2km/s）：航天器脫離地球引力束縛的最小速度，是行星際探測的門檻。-第三宇宙速度（16.7km/s）：航天器脫離太陽系引力束縛的最小速度，用于恒星際探測（如“旅行者”號）。意義：為航天器發(fā)射、軌道設(shè)計提供理論依據(jù)，是航天任務(wù)規(guī)劃的基礎(chǔ)參數(shù)。2.化學(xué)推進(jìn)與電推進(jìn)對比：-化學(xué)推進(jìn)：優(yōu)點(diǎn)是推力大（千牛級）、響應(yīng)快，適用于發(fā)射段、變軌段等高推力需求任務(wù)；缺點(diǎn)是比沖低（200-450s）、推進(jìn)劑消耗大。-電推進(jìn)：優(yōu)點(diǎn)是比沖高（1000-10000s）、推進(jìn)劑效率高，適用于軌道維持、深空探測等長期低推力任務(wù)；缺點(diǎn)是推力小（毫牛級）、需要大功率電源（如太陽能或核能）。3.太陽同步軌道的應(yīng)用分析：太陽同步軌道的特性是軌道平面進(jìn)動角速度與太陽視運(yùn)動角速度一致（約0.9856°/天），因此衛(wèi)星每次過同一緯度的地方時相同。這一特性使其廣泛用于對地觀測（如資源衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星）：-光照條件穩(wěn)定，利于光學(xué)載荷成像（避免陰影變化干擾）；-覆蓋全球周期短（通常1-3天），滿足高頻次觀測需求；-軌道高度適中（500-1000km），兼顧分辨率與覆蓋范圍。4.載人航天器生命保障關(guān)鍵問題：-氧氣供應(yīng)：通過電解水（水電解制氧）或固體燃料氧燭（應(yīng)急）生成氧氣，維持艙內(nèi)氧分壓（約21kPa）。-二氧化碳去除：利用氫氧化鋰（LiOH）吸收或薩巴捷反應(yīng)（CO?+4H?→CH?+2H?O）循環(huán)處理。-水再生：收集航天員尿液、汗液及艙內(nèi)冷凝水，通過蒸餾、過濾、膜分離等技術(shù)凈化，循環(huán)利用率需達(dá)90%以上。-溫濕度控制：通過熱交換器調(diào)節(jié)艙內(nèi)溫度（18-26℃），除濕器維持濕度（30%-70%），避免設(shè)備結(jié)露或人體不適。5.火星“恐怖七分鐘”挑戰(zhàn)與應(yīng)對：“恐怖七分鐘”指探測器從進(jìn)入火星大氣到軟著陸的過程（約7分鐘），面臨以下挑戰(zhàn)：-高速再入：火星大氣稀薄（僅為地球1%），需通過大底防熱（如超高溫陶瓷）耗散動能，同時避免燒蝕過度。-通信延遲：地火距離導(dǎo)致信號延遲10-20分鐘，無法實(shí)時控制，需依賴自主導(dǎo)航（如慣性導(dǎo)航+視覺導(dǎo)航）。-降落傘減速：火星大氣密度低，降落傘開傘時機(jī)需精確計算（通常在海拔10-12km），否則可能無法有效減速。-動力下降：最后階段需發(fā)動機(jī)反推（如“好奇號”的“天空起重機(jī)”），需高精度控制推力與姿態(tài)，避免觸地沖擊。應(yīng)對措施：采用“氣動減速+降落傘+動力反推”復(fù)合減速方案，結(jié)合冗余傳感器（如激光測距、加速度計）和自主決策算法。四、論述題1.“天地一體化”航天體系的構(gòu)建邏輯與技術(shù)支撐：中國航天通過“三步走”戰(zhàn)略（載人航天、探月工程、行星探測）逐步構(gòu)建“天地一體化”體系，其核心邏輯是“需求牽引、技術(shù)驅(qū)動、體系融合”。-載人航天：以空間站（如天宮）為核心，突破了交會對接（天舟貨運(yùn)飛船）、再生生保（環(huán)控生保系統(tǒng)）、長期駐留（神舟載人飛船）等技術(shù)，形成“天地往返+在軌服務(wù)”能力。-探月工程：從“繞”（嫦娥一號）到“落”（嫦娥三號、四號）再到“回”（嫦娥五號），突破了月面采樣、月球軌道對接、高速再入返回等技術(shù)，建立了“地月空間探測”體系。-行星探測：天問一號實(shí)現(xiàn)“繞、著、巡”一步到位，驗(yàn)證了火星大氣進(jìn)入、自主導(dǎo)航、地火通信（中繼星+深空站）等技術(shù)，拓展了“行星際探測”能力。技術(shù)支撐包括：-運(yùn)載火箭：長征五號（大推力）、長征八號（可重復(fù)使用）等提供多樣化發(fā)射能力；-通信測控：深空測控網(wǎng)（喀什、佳木斯、阿根廷站）實(shí)現(xiàn)地月/地火通信覆蓋；-數(shù)據(jù)應(yīng)用：地面站（如密云站）與衛(wèi)星應(yīng)用中心（如國家衛(wèi)星氣象中心）整合數(shù)據(jù)，服務(wù)氣象、資源、應(yīng)急等領(lǐng)域。綜上，“天地一體化”體系通過任務(wù)鏈牽引技術(shù)鏈，最終實(shí)現(xiàn)從近地空間到行星際的全面覆蓋，支撐國家空間戰(zhàn)略與民生需求。2.未來深空探測對推進(jìn)技術(shù)的新需求：未來任務(wù)（如載人登月、火星采樣返回、木星系探測）對推進(jìn)技術(shù)提出了更高要求：-能量效率：傳統(tǒng)化學(xué)推進(jìn)比沖低（如液氧/液氫約450s），載人登月需攜帶大量推進(jìn)劑（如阿波羅計劃登月艙需約10噸燃料），限制有效載荷。核熱推進(jìn)（比沖800-1000s）或核電推進(jìn)（比沖2000-5000s）可大幅降低推進(jìn)劑需求，提升任務(wù)效率。-任務(wù)適應(yīng)性：載人任務(wù)需“高推力+可重復(fù)啟動”（如登月下降段需多次調(diào)整推力），而木星系探測需“長期低推力”（電推進(jìn)適合軌道轉(zhuǎn)移）。混合推進(jìn)系統(tǒng)（化學(xué)+電推進(jìn)）可兼顧不同階段需求。-可靠性：深空任務(wù)無法地面干預(yù)，推進(jìn)系統(tǒng)需具備冗余設(shè)計（如