2025年大学《行星科学》专业题库- 行星科学在宇宙探索中的应用

2025年大学《行星科学》专业题库——行星科学在宇宙探索中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分）1.下列哪项技术主要依靠探测行星发出的或反射的无线电波来获取信息？A.光谱分析B.热红外成像C.射电望远镜观测D.质谱仪分析2.在规划火星着陆器着陆点时，行星科学家优先考虑选择哪些区域？A.平坦且岩石裸露的高地B.具有剧烈撞击坑的崎岖区域C.河流冲积扇或古代湖泊沉积物区域D.高山雪盖区域3.“旅行者1号”探测器能够飞掠太阳系外围行星，主要得益于其采用了哪种高级推进技术？A.化学火箭助推B.核热推进C.离子推进D.太阳帆推进4.寻找地外生命迹象时，行星科学家通常重点关注哪些环境因素？A.行星的大小和质量B.是否拥有全球性磁场和液态水C.行星与恒星的距离（日距）D.行星大气的成分和密度5.“卡西尼”号探测器在土星环研究中做出了重要贡献，其采用了哪种主要探测方法？A.钻探取样分析B.空间雷达探测和光谱成像C.直接轨道采样D.无人机搭载传感器探测6.评估系外行星宜居性时，首要考虑的关键参数是？A.行星的半径B.行星的自转周期C.恒星的类型和稳定性D.行星大气的氧气含量7.火星探测任务中，对“好奇号”和“毅力号”漫游车进行导航和避障的主要传感器是？A.遥感光度计B.激光诱导击穿光谱仪（LIBS）C.普朗克成像仪D.碳同位素分析仪8.行星科学研究中，轨道器的优势在于？A.能够进行原位取样分析B.可以对行星进行长期、高分辨率的观测C.成本低于着陆器或漫游车D.能够承受行星大气的高温高压9.小行星防御计划中，行星科学家利用雷达等手段测绘小行星的目的是？A.研究其地质构造B.探索其资源潜力C.精确计算其轨道和未来与地球的潜在碰撞概率D.分析其大气成分10.建立月球或火星基地的关键技术挑战之一是？A.发射成本B.宇航员的心理健康C.在当地生产水和氧气D.星际航行的通信延迟二、填空题（每空2分，共20分）1.行星科学通过分析行星的________、________和________等特征，推断其内部结构。2.空间探测器的轨道设计需要考虑行星的________、________和________等因素。3.确定系外行星是否存在大气层，常用的方法之一是________技术。4.火星探测任务中，寻找古代生命证据的主要目标是寻找________的沉积记录。5.“谷神星”（Ceres）既是小行星带中的最大天体，也被归类为太阳系的________之一。三、名词解释（每题4分，共16分）1.行星科学2.系外行星3.行星探测器4.行星宜居带四、简答题（每题6分，共18分）1.简述利用光谱分析技术识别行星表面或大气成分的基本原理。2.简述选择火星着陆点时需要考虑的主要科学因素和环境风险。3.简述人类深空探测中，对地外天体进行资源勘探的意义。五、论述题（12分）结合具体探测任务实例，论述行星科学知识如何指导和支持人类寻找地外生命迹象的探索活动。试卷答案一、选择题1.C2.C3.C4.B5.B6.C7.D8.B9.C10.C二、填空题1.形状，成分，内部结构2.质量中心，引力，轨道机动3.准直视/凌日法4.液态水5.卫星三、名词解释1.行星科学：研究行星（包括太阳系中的行星、卫星、小行星、彗星等）的形成、演化、结构、组成、物理性质、化学成分、表面过程、大气圈、磁场以及它们在宇宙中的分布和相互作用的科学学科。2.系外行星：围绕太阳系以外恒星运行的行星。3.行星探测器：设计用于对行星或其他天体进行探测、观测、取样或实验的航天器。4.行星宜居带：指围绕恒星运行、其轨道上可能存在液态水存在的温度范围区域。液态水的存在被认为是生命存在的重要条件之一。四、简答题1.解析思路：光谱分析基于不同物质原子或分子对特定波长的电磁波具有选择性吸收或发射的特性。通过分析探测器接收到的来自行星表面或大气的光谱，可以识别出其中包含的特定元素、分子及其丰度。吸收光谱中的暗线（吸收线）或发射光谱中的亮线（发射线）对应着特定的化学成分，从而推断出行星的表面材质或大气成分。2.解析思路：选择火星着陆点需综合考虑科学目标（如靠近古代湖泊沉积区以寻找生命痕迹，或岩石暴露区以研究地质历史）和工程安全（如着陆区地形平坦、坡度小以利于着陆器稳定降落，避开大型撞击坑和陡峭斜坡等危险地形）。此外，还需考虑着陆后漫游车是否有足够的电源（考虑日照条件），以及是否有合适的岩石样品可供采集。3.解析思路：人类深空探测中对地外天体进行资源勘探意义重大。首先，可以为未来的深空探测任务（如载人火星任务）提供在轨或就地资源利用（ISRU）的可能性，减少从地球携带物资的负担和成本。其次，某些天体（如小行星、月球）可能富含稀有金属、氦-3等宝贵资源，对地球经济发展和能源战略具有潜在价值。最后，资源勘探研究有助于深化对天体形成和演化的认识。五、论述题解析思路：1.提出核心观点：行星科学提供了识别潜在宜居环境、选择探测目标、设计探测任务、分析探测数据以及评估生命存在可能性的基础理论和方法，从而系统性地指导了人类寻找地外生命迹象的探索活动。2.阐述理论指导：行星科学通过研究太阳系内行星（特别是火星、木卫二、土卫二等）的地质、水文、大气和化学条件，识别出可能存在或曾经存在生命支持条件的“宜居”或“宜居过”的环境。这些研究为寻找地外生命提供了科学依据和目标指向，例如优先探测具有液态水、能量来源和必要化学元素的行星或卫星。3.结合任务实例：*火星探测：基于行星科学对火星过去或现在存在液态水的推断（如通过地质构造、沉积岩证据），指导了“海盗号”、“探路者号”、“勇气号”、“机遇号”、“好奇号”、“毅力号”等任务选择着陆点，并进行生命探测实验（如检测有机物、寻找生物标记物）。毅力号携带的SHERLOC和PIXL仪器更是专门设计用于在火星岩石上寻找过去微生物活动的证据。*木卫二（Europa）探测：行星科学研究揭示了木卫二拥有巨大的地下海洋，并被全球性冰川覆盖，同时其表面存在水冰火山活动，可能将海洋物质带到表面。这使其成为寻找地外生命的重点目标，NASA的“木卫二快船”（JUICE）和“欧罗巴快船”（EuropaClipper）等任务旨在通过遥感观测和可能的原位探测（如冰下潜航器）寻找生命迹象。*土卫二（Enceladus）探测：卡西尼号探测器发现的土卫二南极羽流喷出含有盐分、有机分子和冰粒的地下水，其中可能包含生命所需的物质和能量。行星科学解释了其喷流的机制和海洋环境，指导卡西尼号进行了多次飞掠，测量羽流成分，并确认其地下海洋的宜居潜力，使土卫二成为另一个地外生命探索的热点。4.总结：行星科学不仅帮助