2025年大学《空间科学与技术》专业题库- 宇航员太空行走与实验技术

2025年大学《空间科学与技术》专业题库——宇航员太空行走与实验技术考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。下列每小题选项中，只有一项是最符合题意的。请将正确选项字母填在题干后的括号内。）1.宇航员在太空中进行的舱外活动通常被称为（）。A.载人飞行B.轨道机动C.舱外宇航服活动D.太空行走2.舱外宇航服最重要的功能之一是提供独立的（）环境。A.温度与压力B.辐射防护C.微重力D.声音传播3.在载人航天器上，为宇航员提供舱外活动支持的关键舱室是（）。A.转接舱B.船员舱C.服务舱D.气闸舱4.以下哪项不是宇航员太空行走面临的主要环境风险？（）A.宇宙辐射暴露B.空间碎片撞击C.完全失重状态D.舱内空气污染5.早期美苏宇航服采用硬式设计的主要目的是（）。A.提供更大活动自由度B.增加生命保障时间C.提高结构强度和刚度D.降低系统复杂度6.用于连接宇航员与航天器、辅助移动和操作的设备是（）。A.生命保障系统B.通信系统C.机械臂D.舱外宇航服7.宇航员在进行太空行走前，必须进行严格的（）训练。A.航天器驾驶B.生命科学实验C.舱外活动模拟D.航天医学检查8.太空中的空间实验通常利用（）作为平台。A.飞机B.载人飞船C.卫星D.空间站9.与地面实验相比，空间实验最显著的优势之一是（）。A.成本更低B.实验规模更大C.微重力环境D.数据传输更快10.目前国际空间站上执行舱外活动的主要工具是（）。A.空间梭B.龙飞船C.ATVD.站载机械臂二、填空题（每空1分，共15分。请将正确答案填在横线上。）1.宇航员太空行走通常需要穿着特制的__________宇航服。2.EVA活动的主要风险包括失重生理效应、__________、空间碎片撞击和通信中断等。3.舱外宇航服的生命保障系统通常包括供氧、__________、温控和压力调节等子系统。4.美国NASA的__________号航天服是目前应用最广泛的舱外宇航服型号之一。5.航天器上的__________舱是宇航员进入和离开舱外活动前进行气密性检查和准备的地方。6.空间实验按目的可分为科学实验、__________实验和应用技术实验等。7.利用航天器__________系统进行舱外移动和作业，可以大大减轻宇航员的体力负担。8.太空行走期间，宇航员之间或与航天器的通信主要依赖__________系统。9.空间实验环境的主要特点包括微重力、高真空、__________和强辐射等。10.随着技术发展，未来的舱外宇航服将朝着更轻便、更灵活、具备一定__________能力的方向发展。三、名词解释（每小题3分，共12分。请简要解释下列名词的含义。）1.舱外宇航服活动(EVA)2.气闸舱3.机械臂辅助行走4.微重力环境四、简答题（每小题5分，共20分。请简要回答下列问题。）1.简述宇航员进入太空执行舱外活动前的主要准备工作。2.列举并简要说明舱外宇航服至少三个关键子系统及其功能。3.分析宇航员在太空行走中可能遇到的主要风险因素。4.简述空间实验与地面实验相比，在环境方面的主要差异及其对实验的影响。五、论述题（每小题10分，共20分。请结合所学知识，回答下列问题。）1.试述发展更先进的舱外宇航服技术对于未来深空探测任务的重要性。2.选择一种你感兴趣的空间实验类型（如生物实验、物理实验、材料实验等），阐述其研究目的、面临的挑战以及在轨实施的主要方式。---试卷答案一、选择题1.D2.A3.D4.C5.C6.C7.C8.B9.C10.D二、填空题1.舱外2.失重生理效应3.供氧4.EMU5.气闸6.技术应用7.机械臂8.通信9.超高真空10.生命保障三、名词解释1.舱外宇航服活动(EVA)：指宇航员穿着舱外宇航服，在航天器外执行任务或进行舱外活动的过程。2.气闸舱：航天器上用于连接内部航天员舱和外部活动区域的过渡舱段，具有气密性，供宇航员进出舱外活动使用。3.机械臂辅助行走：利用航天器（如空间站）上的机械臂，通过远程或就地控制，辅助宇航员在舱外移动或进行作业的技术。4.微重力环境：指重力作用微弱的环境，通常指航天器轨道飞行时产生的近似失重状态，对物体运动和实验操作有显著影响。四、简答题1.宇航员进入太空执行舱外活动前的主要准备工作包括：进行严格的医学检查和心理评估；进行舱外宇航服穿脱、应急程序和通讯设备使用的训练；熟悉航天器EVA支持设备和操作流程；进行模拟失重环境下的活动训练；制定详细的EVA任务计划、风险预案和地面支持计划；进行活动前最后的气密性检查。2.舱外宇航服的关键子系统及其功能：*生命保障系统：提供宇航员所需的氧气、调节温度和湿度、维持适宜压力，并处理二氧化碳等代谢产物，确保基本生存条件。*动力系统：为宇航服提供电力，用于驱动生命保障系统、通信设备、照明、摄像等附件，通常使用电池。*通信系统：负责宇航员与航天器乘组、地面控制中心之间的语音和图像信息传输，是重要的联络工具。3.宇航员在太空行走中可能遇到的主要风险因素包括：失重导致的生理效应，如肌肉萎缩、骨质流失、心血管功能改变等；空间辐射暴露，可能增加患癌风险和损伤遗传物质；空间碎片或微流星体撞击，可能导致宇航服损伤或穿透；心理压力和焦虑；宇航服系统故障，如生命保障、电力、通信中断；脐带缠绕或脱落；失联或失能。4.空间实验与地面实验相比，在环境方面的主要差异及其对实验的影响：*微重力环境：地面实验受重力影响显著，而空间实验处于微重力状态。这使流体混合均匀、沉降分离现象消失，有利于晶体生长、燃烧过程研究、生物细胞培养等，但也给材料凝固、液体表面张力测量等带来新挑战。*高真空环境：空间实验处于超高真空，导致物质蒸发现象严重，影响材料性能和实验精度，但也利于某些需要在真空下进行的物理化学实验。*强辐射环境：空间中宇宙射线和太阳粒子事件产生的辐射比地面强得多，可能损伤实验设备和生物样本，需要采取辐射防护措施。*考察能：这些特殊环境为研究物质科学、生命科学、空间科学等提供了地面无法模拟的条件，极大地拓展了科学研究的前沿。五、论述题1.发展更先进的舱外宇航服技术对于未来深空探测任务（如载人登陆火星）至关重要。首先，更轻便的宇航服能减轻宇航员负担，延长活动时间和耐力，降低生理风险。其次，更灵活的设计能提高宇航员在复杂地形下的移动能力和操作精度。再次，增强的生命保障系统（如更长时间供氧、更好的辐射防护、更可靠的能源）能支持更远距离、更长时间的舱外活动。此外，具备一定生命保障自主修复能力的宇航服，能在突发故障时增加宇航员的生存几率。最后，集成先进传感器和通信模块的宇航服能更好地支持远程操控机械臂、进行精细操作和实时数据传输，提升任务执行效率和安全性，是载人深空探测不可或缺的关键技术支撑。2.选择：生物实验*研究目的：利用空间站的微重力、高真空、强辐射等特殊环境，研究失重、空间辐射等因素对生物体（从细胞、组织到个体）生长发育、生理生化功能、遗传特性等的影响，旨在加深对生命基本规律的认识，为解决长期太空飞行中宇航员的生理健康问题提供理论依据，并可能发掘新的生物制药方法。*面临的挑战：生物样本在微重力下易漂浮、散失，难以固定和培养；空间辐射对样本的损伤难以避免；实验操作环境要求高，需严格控制温湿度等参数；实验过程监控和样本回收的复杂性；长期实验与地面科研人员的协同工作难度大。*在轨实施的主要方式：通常将生物样本（细胞、组织、小型