2026年航天科技工程師知識競賽題一、單選題（共10題，每題2分，合計20分）1.我國自主研發(fā)的長征九號運載火箭預計采用何種推進技術？A.液氧煤油發(fā)動機B.液氫液氧發(fā)動機C.固體火箭發(fā)動機D.熔融碳化硅材料推進2.在月球表面進行設備部署時，為了避免月塵污染，應優(yōu)先采用哪種防護措施？A.密封式機械臂B.磁吸附裝置C.氣墊緩沖平臺D.超聲波除塵系統3.北斗三號全球衛(wèi)星導航系統與地面段通信時，主要依賴哪種頻段？A.L1頻段（1-2GHz）B.S頻段（2-4GHz）C.C頻段（4-8GHz）D.X頻段（8-12GHz）4.空間站對接過程中，為精確控制對接機構的姿態(tài)，通常采用哪種傳感器？A.激光雷達B.紅外測距儀C.慣性測量單元（IMU）D.霍爾傳感器5.高超聲速飛行器在再入大氣層時，主要的氣動熱防護方式是？A.主動冷卻系統B.陶瓷基復合材料C.爆炸螺栓分離D.磁流體防護6.我國探月工程四期計劃中，嫦娥十六號任務的主要目標不包括？A.月球南極采樣B.月壤資源評估C.月球中繼通信鏈路D.月球表面極地著陸7.載人飛船返回艙進入大氣層時，為減小再入過載，通常采用哪種姿態(tài)控制技術？A.斜角入軌B.錐角鈍體飛行C.矩陣舵面控制D.燃氣舵偏轉8.長征七號運載火箭的二級發(fā)動機主要使用哪種推進劑？A.四氧化二氮+偏二甲肼B.液氧+煤油C.液氫+液氧D.固體推進劑9.空間站艙外活動（EVA）中，航天員的生命支持系統不包括？A.氧氣供應裝置B.微重力環(huán)境模擬器C.空間服生命保障系統D.太陽能充電板10.北斗衛(wèi)星導航系統的短報文通信功能，主要應用于以下哪個場景？A.精密單點定位B.應急消息傳輸C.高速測速導航D.車聯網數據傳輸二、多選題（共5題，每題3分，合計15分）1.天問一號火星探測任務中，以下哪些設備屬于“祝融號”火星車搭載的實驗儀器？A.紅外成像光譜儀B.鉆探取樣裝置C.磁強計D.地震監(jiān)測儀2.空間站軌道維持的主要目的是？A.克服軌道衰減B.避免與其他航天器碰撞C.保持穩(wěn)定的軌道傾角D.減小軌道共振風險3.長征五號運載火箭采用的哪些關鍵技術提升了其運載能力？A.液氫液氧發(fā)動機B.分級助推器C.非對稱箭體結構D.高效熱防護系統4.月球表面科學探測站通常需要具備哪些功能？A.月壤成分分析B.月球重力場測量C.月球等離子體探測D.地球通信中繼5.高超聲速飛行器面臨的主要技術挑戰(zhàn)包括？A.大氣層內氣動熱防護B.飛行器姿態(tài)控制C.精確制導技術D.推進系統可靠性三、判斷題（共10題，每題1分，合計10分）1.嫦娥五號任務成功實現了我國首次月球采樣返回。（正確）2.北斗二號系統主要服務于亞太地區(qū)，不提供全球覆蓋。（正確）3.載人飛船的返回艙在再入大氣層時會采用鈍頭錐體設計以減小阻力。（正確）4.長征六號運載火箭是專門用于月球探測任務的。（錯誤，主要用于近地軌道任務）5.空間站艙外活動時，航天員必須穿著再生式生命保障服。（正確）6.高超聲速滑翔飛行器不需要火箭助推即可進入太空。（錯誤，仍需助推器）7.北斗三號系統可以提供全球范圍內的短報文通信服務。（正確）8.月球南極的永晝區(qū)是未來月球基地建設的重要選址區(qū)域。（正確）9.長征七號運載火箭的低溫燃料儲存在常溫下。（錯誤，液氧和煤油需低溫儲存）10.空間站對接機構通常采用機械式捕獲+爆炸螺栓分離的混合設計。（正確）四、簡答題（共5題，每題5分，合計25分）1.簡述長征五號運載火箭與以往長征系列火箭相比，在推進系統方面的主要創(chuàng)新點。2.解釋北斗三號系統在提供導航服務時，如何實現全球覆蓋且抗干擾能力強。3.描述空間站對接過程中，機械捕獲和自動鎖定的主要工作流程。4.說明高超聲速飛行器在再入大氣層時，面臨的主要氣動熱問題及解決方案。5.闡述我國探月工程四期中，嫦娥十六號任務的科學探測目標及其意義。五、計算題（共2題，每題10分，合計20分）1.某探月衛(wèi)星以近月軌道（高度200km）運行，求其軌道速度和周期（地球引力參數μ=398600km3/s2）。2.一枚長征七號運載火箭三級點火后，推力為60kN，比沖為300s，若燃燒時間100s，求火箭質量變化量（假設推力恒定）。六、論述題（共1題，20分）結合我國空間站工程實踐，論述“機械臂與艙外操作”系統的關鍵技術及其對航天任務的重要性。答案與解析一、單選題1.B解析：長征九號采用液氫液氧發(fā)動機，以實現更高的比沖和運載能力，符合未來深空探測需求。其他選項中，長征系列主力火箭多采用液氧煤油（如長征七號、長征五號）或固體火箭（如長征十一號）。2.B解析：月塵顆粒具有強吸附性，磁吸附裝置可以隔離鐵磁性月塵，是當前最有效的防護方式。其他選項中，密封式機械臂成本過高，氣墊緩沖易損壞設備，超聲波除塵效率有限。3.A解析：北斗三號采用L1、L5、S1等頻段，其中L1頻段（1575.42MHz）是地面段與衛(wèi)星通信的主要頻段。其他頻段如S頻段主要用于搜救。4.A解析：激光雷達可提供高精度距離測量，適用于對接機構姿態(tài)控制。紅外測距儀主要用于大氣層外測距，IMU用于慣性導航，霍爾傳感器用于等離子體測量。5.B解析：高超聲速飛行器再入時，氣動熱高達數千度，陶瓷基復合材料（如碳化硅）是唯一可行的熱防護材料。其他選項中，主動冷卻系統能耗大，爆炸螺栓用于分離，磁流體防護仍處于實驗階段。6.C解析：嫦娥十六號任務的核心是極地著陸和采樣，而月球中繼通信鏈路由“中繼星”承擔，并非其直接目標。其他選項均為四期工程重點。7.B解析：鈍頭錐體設計能顯著降低再入過載，是返回艙的典型外形。其他選項中，斜角入軌用于軌道轉移，矩陣舵面控制用于姿態(tài)調整，燃氣舵用于大氣層外制導。8.B解析：長征七號二級使用液氧煤油發(fā)動機，屬于無毒、高能推進劑。其他選項中，四氧化二氮+偏二甲肼是有毒推進劑，液氫液氧用于長征五號，固體推進劑用于運載火箭助推器。9.B解析：EVA中的生命支持系統包括氧氣、水循環(huán)、溫控等，但微重力環(huán)境模擬器屬于地面訓練設備，非航天員穿戴設備。其他選項均為EVA必需系統。10.B解析：北斗短報文功能主要用于應急通信，如漁船求救、遠洋科考等。其他選項中，精密單點定位需高精度原子鐘，高速測速依賴偽距測量，車聯網需多模定位。二、多選題1.A、B、C解析：祝融號搭載紅外成像光譜儀（分析礦物）、鉆探取樣裝置（獲取月壤）、磁強計（研究月球磁場），但未配置地震儀（月球地質活動較弱）。2.A、B、C解析：軌道維持主要克服大氣阻力導致的衰減，避免碰撞需要動態(tài)避碰，穩(wěn)定傾角需長期控制，共振風險可通過軌道設計規(guī)避。3.A、B、D解析：長征五號采用液氫液氧（高比沖）、兩級結構（推重比高）、碳纖維復合材料（輕量化），但非非對稱箭體結構。4.A、B、C解析：月球站需分析月壤成分、測量重力場（研究月殼結構）、探測等離子體（研究空間環(huán)境），但不需地球通信中繼（月球覆蓋）。5.A、B、C、D解析：高超聲速飛行器面臨氣動熱（需熱防護）、姿態(tài)控制（大氣層內干擾大）、制導精度（終端需毫米級）、推進可靠性（長航時）。三、判斷題1.正確2.正確3.正確4.錯誤（長征六號主要用于近地軌道任務，如空間站貨運）5.正確6.錯誤（仍需火箭助推進入大氣層）7.正確8.正確9.錯誤（液氧需-196℃儲存，煤油需-40℃儲存）10.正確四、簡答題1.長征五號推進系統創(chuàng)新答：長征五號首次采用液氫液氧發(fā)動機（長征系列首例），具有高比沖（約450s）、大推力（190t），通過碳纖維復合材料箭體輕量化實現高效運載。此外，采用半跨級技術（二級補加燃料），提升任務靈活性。2.北斗三號全球覆蓋與抗干擾答：北斗三號采用混合星座（三顆GEO+24顆MEO），GEO衛(wèi)星覆蓋全球靜止區(qū)域，MEO衛(wèi)星通過軌道設計實現全球無縫覆蓋。抗干擾能力源于：①星間鏈路加密通信；②多頻點組合導航；③干擾檢測與抑制算法。3.空間站對接流程答：機械捕獲階段：對接器上的捕獲鉤與目標機構的捕獲槽自動鎖緊。自動鎖定階段：通過傳感器測量相對位置，調整對接器姿態(tài)，最終由爆炸螺栓將兩機構剛性連接。4.高超聲速氣動熱問題答：主要問題是激波/邊界層干擾導致的局部高溫（可達3000℃），材料需耐燒蝕。解決方案：①熱防護系統（陶瓷基材料）；②鈍體外形減少激波強度；③冷卻系統（如氣膜冷卻、碳纖維加熱）。5.嫦娥十六號科學目標答：南極著陸區(qū)富含水冰和揮發(fā)物，可研究月球資源利用潛力；月壤年代測定有助于理解月球演化；極地永晝區(qū)光照穩(wěn)定，利于長期觀測。五、計算題1.近月軌道速度與周期解：軌道速度v=√(μ/r)=√(398600/（1738+200）)≈1.62km/s周期T=2π√(r3/μ)=2π√(19383/398600)≈5.7小時2.火箭質量變化量解：質量變化量Δm=F·t/ve=60kN×100s/300s≈200kg（注：ve為比沖，單位s，F為推力，t為時間）六、論述題空間站機械臂與艙外操作技術答：空間站機械臂（如天和核心艙的“天鏈”臂）是艙外操作的核心，其關鍵技術包括：1.高精度遙操作