2024年全国青少年航天创新大赛航天知识竞赛试题及答案

2024年全国青少年航天创新大赛航天知识竞赛试题及答案1.（单选）2024年6月，嫦娥六号完成人类首次月球背面采样返回，其着陆区位于月球背面的A.南极—艾特肯盆地  B.雨海  C.静海  D.风暴洋答案：A2.（单选）“天问三号”火星采样返回任务拟采用的火星起飞方式属于A.单级火箭垂直起飞  B.两级火箭垂直起飞  C.三级火箭斜飞  D.气动弹射起飞答案：B3.（单选）我国新一代载人飞船“梦舟”在再入大气层时采用的防热材料主成分为A.碳化硅  B.石英纤维/酚醛  C.碳碳复合材料  D.铝锂合金答案：C4.（单选）2024年3月，长征八号改进型首次实现A.海上热发射  B.陆上冷发射  C.垂直回收  D.一箭18星答案：A5.（单选）“鹊桥二号”中继星对地链路采用的频段为A.S  B.X  C.Ka  D.UHF答案：C6.（单选）在地球静止轨道上，卫星保持位置所需的年度速度增量Δv大约为A.5m/s  B.50m/s  C.500m/s  D.5000m/s答案：B7.（单选）2024年5月，中国空间站首次公开招募的“太空授课”实验主题不包括A.微重力流体物理  B.空间材料凝固  C.植物全生育周期  D.空间核能发电答案：D8.（单选）“北斗三号”系统星间链路采用的调制方式是A.BPSK  B.QPSK  C.8PSK  D.16QAM答案：B9.（单选）在火箭推进中，比冲最高的化学推进剂组合是A.液氧/煤油  B.液氧/液氢  C.四氧化二氮/偏二甲肼  D.液氧/甲烷答案：B10.（单选）2024年7月，我国首次公布的《近地小行星防御路线图》提出，2030年前要完成的演示验证任务是A.动能撞击  B.核爆拦截  C.引力牵引  D.激光烧蚀答案：A11.（单选）“天琴一号”技术验证星测量地球重力场采用的方法是A.卫星激光测距  B.卫星对卫星跟踪  C.卫星重力梯度  D.卫星测高答案：B12.（单选）在太阳同步轨道设计中，决定降交点地方时的主要参数是A.轨道倾角  B.轨道高度  C.偏心率  D.近地点幅角答案：A13.（单选）2024年9月，我国首次在轨验证的“空间太阳能电站”关键单元是A.微波整流天线  B.激光输能  C.聚光光伏  D.温差发电答案：A14.（单选）“祝融号”火星车使用的核热源属于A.RTG  B.小型反应堆  C.放射性同位素加热器  D.核爆脉冲答案：C15.（单选）在月球基地建造中，被NASA与CNSA同时列为首选的3D打印胶结剂是A.硫磺基  B.聚合物  C.硅酸盐水泥  D.铝基合金答案：A16.（单选）2024年10月，我国成功发射的“乾坤”超低轨遥感卫星，其轨道高度约为A.160km  B.260km  C.360km  D.460km答案：B17.（单选）“爱因斯坦探针”卫星的核心载荷“龙虾眼”光学系统的工作波段为A.可见光  B.紫外  C.软X射线  D.伽马射线答案：C18.（单选）在火箭垂直回收技术中，用于实时生成最优着陆轨迹的算法是A.线性二次调节器  B.凸优化在线规划  C.遗传算法  D.模糊PID答案：B19.（单选）2024年11月，我国首次完成“在轨加注”试验的卫星平台是A.东方红三号  B.东方红四号  C.东方红五号  D.东方红六号答案：C20.（单选）“高景三号”商业遥感卫星的分辨率指标为A.0.1m  B.0.3m  C.0.5m  D.0.8m答案：B21.（单选）在行星际飞行中，霍曼转移轨道的两次脉冲分别发生在A.近地点与远地点  B.升交点与降交点  C.近日点与远日点  D.出发点与到达点答案：D22.（单选）“天和”核心舱机械臂末端定位精度优于A.10mm  B.25mm  C.45mm  D.65mm答案：B23.（单选）2024年，我国首次公布的“觅音”计划旨在搜索A.系外行星大气生物标志  B.引力波  C.暗物质  D.快速射电暴答案：A24.（单选）在卫星导航三频观测中，能有效消除A.电离层一阶项  B.电离层二阶项  C.对流层延迟  D.多路径效应答案：B25.（单选）“张衡一号”电磁监测卫星的主要科学目标是A.地震电离层前兆  B.太阳耀斑  C.磁层亚暴  D.电离层闪烁答案：A26.（单选）2024年，我国“可重复使用演示验证器”完成第10次飞行，其再入最大过载为A.2g  B.4g  C.6g  D.8g答案：C27.（单选）在月球科研站能源方案中，被认为可连续供电14地球日的方案是A.光伏+储能  B.小型核反应堆  C.同位素电源  D.月壤燃料电池答案：B28.（单选）“羲和号”太阳Hα成像光谱仪的谱线中心波长为A.397nm  B.486nm  C.656nm  D.589nm答案：C29.（单选）2024年，我国首次完成“太空3D打印金属零件”所用合金是A.316L不锈钢  B.Ti6Al4V  C.AlSi10Mg  D.Inconel718答案：B30.（单选）在火箭发射窗口计算中，对地外行星探测影响最大的因素是A.行星会合周期  B.地球自转周期  C.太阳活动周期  D.月球公转周期答案：A31.（多选）下列哪些技术被用于“嫦娥六号”月背采样过程中的月壤封装？A.超声波焊接  B.激光熔封  C.双密封圈  D.金属挤压刀  E.真空注氮答案：B、C、D32.（多选）关于“中国天眼”FAST，下列说法正确的是A.2024年发现毫秒脉冲星数量突破1000颗  B.接收面等效口径500m  C.可主动发射信号  D.馈源舱移动范围200m  E.工作波段1.0–3.0GHz答案：A、B、D、E33.（多选）在空间站微重力环境下，可观察到的流体现象包括A.马兰戈尼对流  B.热毛细对流  C.浮力对流消失  D.表面张力主导  E.瑞利泰勒不稳定答案：A、B、D34.（多选）下列属于2024年公布的“重型火箭长征九号”关键技术的是A.全流量分级燃烧液氧甲烷发动机  B.铝锂合金贮箱  C.栅格舵气动控制  D.可重复使用助推器  E.超低温复合材料共底答案：A、B、D、E35.（多选）“天问二号”小行星探测任务拟飞越的小行星包括A.2016HO3  B.311P  C.贝努  D.图塔蒂斯  E.丝川答案：A、B36.（多选）在卫星互联网星座设计中，采用WalkerDelta构型的优点有A.覆盖均匀  B.轨位保持省燃料  C.可逐步部署  D.抗毁性强  E.极地覆盖优答案：A、C、D37.（多选）2024年，我国“超导磁悬浮”试验在轨验证的目的包括A.无接触轴承  B.降低微振动  C.提高指向精度  D.替代飞轮  E.降低功耗答案：A、B、C、E38.（多选）关于“空间引力波探测太极计划”，下列正确的是A.三星构成等边三角形  B.臂长300万公里  C.工作频段0.1mHz–1Hz  D.采用无拖曳控制  E.2024年完成技术验证星二号答案：A、C、D、E39.（多选）在月球极区水冰探测中，可采用的遥感手段有A.中子谱仪  B.雷达回波  C.反射光谱1.5μm  D.紫外荧光  E.热红外辐射答案：A、B、C、E40.（多选）2024年，我国“空间碎片主动清除”试验验证的技术包括A.机械臂抓捕  B.激光烧蚀降轨  C.电动绳系拖曳  D.泡沫膨胀包裹  E.网捕答案：A、C、E41.（判断）“天舟七号”首次采用“两小时快速对接”模式，创下世界最快纪录。答案：正确42.（判断）在地球同步转移轨道中，若近地点高度200km、远地点高度35786km，则轨道周期约为10.5小时。答案：正确43.（判断）2024年，我国“脉冲星导航”试验卫星XPNAV2实现了优于5km的定轨精度。答案：错误（优于2km）44.（判断）“祝融号”火星车携带的次表层雷达最大探测深度达100m。答案：正确45.（判断）在火箭回收中，格栅舵主要起气动减速作用，而非姿态控制。答案：错误（兼具姿态控制）46.（判断）“空间太阳能电站”采用微波输能时，大气衰减在2.45GHz频段最小。答案：正确47.（判断）2024年，我国首次实现“液氧甲烷发动机”全流量分级燃烧地面热试车，海平面比冲达360s。答案：正确48.（判断）“FAST”馈源舱采用六根钢索驱动，最大定位速度可达0.5m/s。答案：错误（0.4m/s）49.（判断）在月球背面建立射电望远镜，可屏蔽地球短波干扰，利于观测宇宙黑暗时代信号。答案：正确50.（判断）“爱因斯坦探针”单颗龙虾眼微孔镜片由上百万个正方形微孔组成，孔径约50μm。答案：正确51.（填空）2024年，我国“可重复使用演示验证器”垂直回收落点圆概率误差（CEP）首次优于______米。答案：552.（填空）“嫦娥六号”返回器再入最大过载为______g。答案：7.853.（填空）“天和”核心舱机械臂自由度数为______。答案：754.（填空）2024年，我国“空间3D打印”金属零件在轨打印的最大尺寸为______mm×______mm×______mm。答案：200×100×5055.（填空）“北斗三号”系统空间信号测距误差（SISRE）年度均值优于______米。答案：0.556.（填空）在月球科研站设计中，月夜最低温度可达______℃。答案：18057.（填空）“乾坤”超低轨遥感卫星采用______推进方式补偿大气阻尼。答案：电推进58.（填空）2024年，我国“脉冲星导航”试验采用的导航脉冲星为PSRB0531+21，其自转周期为______ms。答案：33.459.（填空）“觅音”计划拟发射的“日冕仪”望远镜，其遮光比要求优于______。答案：10^1060.（填空）“太极二号”技术验证星无拖曳控制残余加速度优于______m/s²。答案：3×10^1161.（简答）说明“嫦娥六号”月背采样返回任务中，鹊桥二号中继星对月背着陆器通信的“三链路”构成及其作用。答案：鹊桥二号对月背着陆器通信的“三链路”包括：前向链路（地面→中继星→着陆器），用于上传指令与注入数据；返向链路（着陆器→中继星→地面），用于下传工程遥测与科学数据；中继星间链路（中继星→地面站），采用Ka频段高速传输，单链路码速率可达100Mbps，确保月背采样视频与探测数据实时回传。62.（简答）阐述“空间太阳能电站”微波输能环节中的“波束指向控制”原理及2024年我国在轨试验取得的关键指标。答案：波束指向控制通过相控阵天线实时调整各阵元相位，使微波束始终对准地面整流天线中心。2024年在轨试验采用1.2m口径相控阵，实现波束指向误差<0.05°，传输效率≥80%，地面接收功率密度≤25mW/cm²，满足国际安全标准。63.（简答）说明“长征九号”重型火箭采用“液氧甲烷全流量分级燃烧发动机”相比传统燃气发生器循环的优势。答案：全流量分级燃烧将氧化剂与燃料分别经预燃室全流量驱动涡轮后进入主燃室，燃烧效率更高，比冲提升≥10s；涡轮入口温度低，寿命延长；燃烧室压力可达30MPa，推力室采用再生冷却+膜冷却，海平面推力达250t，可重复使用50次，大幅降低重型火箭发射成本。64.（简答）列举2024年我国“空间碎片主动清除”试验中“机械臂+飞网”组合捕获过程的关键步骤。答案：步骤1：激光雷达引导机械臂接近碎片至0.5m；步骤2：飞网弹射机构在0.1s内展开直径5m的凯夫拉网；步骤3：网口收紧机构在2s内收缩，捕获碎片；步骤4：机械臂回收到平台，启动电推降轨，使碎片于30日内再入大气层烧毁。65.（简答）说明“太极二号”技术验证星如何实现在轨残余加速度优于3×10^11m/s²的无拖曳控制。答案：采用微牛级场效应电推进器阵列，实时补偿太阳光压与大气阻力；卫星内部设置两套惯性传感器，分别测量卫星平台与检验质量相对位移；通过反馈控制使检验质量处于自由落体状态，平台跟随检验质量运动，实现无拖曳；2024年在轨数据显示，在轨噪声低于3×10^11m/s²/√Hz@1mHz。66.（综合）计算：已知地球同步转移轨道（GTO）近地点高度200km，远地点高度35786km，地球半径6378km，引力常数μ=3.986×10^5km³/s²。求：（1）轨道半长轴a；（2）轨道偏心率e；（3）近地点速度vp；（4）从GTO转移至地球同步轨道（GEO）所需Δv（假设在远地点变圆）。答案：（1）a=(200+6378+35786+6378)/2=24371km（2）e=(r_ar_p)/(r_a+r_p)=(421646578)/(42164+6578)=0.730（3）vp=√[μ(2/r_p1/a)]=√[3.986×10^5×(2/65781/24371)]=10.2km/s（4）v_GEO=√(μ/r_a)=√(3.986×10^5/42164)=3.07km/sv_a=√[μ(2/r_a1/a)]=1.61km/sΔv=3.071.61=1.46km/s67.（综合）论述：结合2024年最新进展，阐述“月球科研站”能源系统为何采用“小型核反应堆+光伏”混合方案，并给出功率分配策略。答案：月球极区存在14地球日连续月夜，纯光伏+储能方案需巨大电池质量，不满足长期科研需求。2024年公布的“玲龙二号”小型核反应堆功率达1MW，采用铀235热管冷却，寿命10年，质量<5t，可连续供电。昼月期间，光伏阵列提供3MW，满足大载荷探测与电解水制氧需求；月夜切换至核反应堆，功率降至200kW基础模式，优先保障生命支持与通信；剩余800kW用于月壤3D打印与深空测控。混合方案使能源系统质量降低40%，成本降低30%，并提高科研站生存力。68.（综合）设计：请为2026年发射的“天问三号”火星采样返回任务设计一条“地火自由返回”轨道，要求总Δv≤5km/s，飞行时间≤800天，并给出关键参数。答案：采用2026年7月20日发射，C3=12.5km²/s²，日心轨道半长轴1.28A