航天知识考试试题及答案

航天知识考试试题及答案1.（单选）1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”成功入轨，其近地点高度为441km，远地点高度为2386km，轨道倾角68.5°。下列关于该轨道的描述正确的是A.属于地球同步轨道B.属于太阳同步轨道C.属于临界倾角轨道，可长期维持面不变D.属于大椭圆冻结轨道，近地点幅角长期固定答案：C2.（单选）“嫦娥五号”返回器以第二宇宙速度再入，采用“半弹道跳跃式”再入。关于跳跃段的力学本质，下列说法正确的是A.利用大气升力使返回器再次飞出大气层，耗散能量B.利用稀薄大气阻力直接减速至第一宇宙速度以下C.通过姿控发动机反向喷气形成跳跃D.借助地球自转科氏力抬升轨道答案：A3.（单选）在750km高度的太阳同步圆轨道上，卫星地方时06:00降交点地方时经度漂移率约为A.0.06°/年B.0.39°/年C.1.14°/年D.4.9°/年答案：B4.（单选）某GEO卫星定点于东经104.5°，其星下点漂移容差为±0.05°，则东西位保所需速度增量约为A.0.5m/s/年B.1.8m/s/年C.5.7m/s/年D.11m/s/年答案：B5.（单选）液氧/液氢火箭发动机中，为防止涡轮泵发生汽蚀，通常采用A.提高贮箱压力至0.5MPaB.在泵前设置诱导轮C.降低液氧温度至60KD.提高氢泵转速至80000r/min答案：B6.（单选）关于“天问一号”探测器使用的“深空机动”(DSM)策略，下列叙述正确的是A.在地球影响球边缘实施一次大推力变轨，替代多次小推力B.在地火转移轨道中途施加一次切向冲量，优化到达时间C.利用火星大气制动捕获，减少推进剂消耗D.通过连续小推力电推进完成轨道修正答案：B7.（单选）国际空间站(ISS)轨道高度约400km，其轨道衰减速率主要受A.太阳紫外辐射强度B.地磁指数ApC.大气密度标高变化D.月球潮汐摄动答案：C8.（单选）“北斗三号”MEO卫星采用Walker24/3/2星座，其轨道重复周期为A.7天B.10天C.13圈/天D.17圈/天答案：A9.（单选）在月球表面软着陆过程中，若探测器质量1200kg，月面重力加速度1.62m/s²，主发动机比冲310s，则悬停30s所需推进剂约为A.9.4kgB.14.2kgC.19.5kgD.28kg答案：B10.（单选）关于“引力弹弓”效应，下列说法错误的是A.可增大探测器日心速度B.行星质心参考系中探测器动能不变C.日心参考系中行星对探测器做功为零D.弹弓后探测器能量一定增加答案：D11.（单选）某遥感卫星采用三轴稳定，姿态控制精度要求0.1°，其星敏感器测量噪声1″(1σ)，则单星敏定姿需至少A.2颗星B.3颗星C.5颗星D.7颗星答案：C12.（单选）“高分七号”激光测高仪单脉冲能量1.2mJ，波长1064nm，地面足印直径25m，则峰值功率密度约为A.0.24W/m²B.2.4W/m²C.24W/m²D.240W/m²答案：B13.（单选）地球静止轨道(GEO)卫星发生日凌中断的时段约为A.春分、秋分前后各30天，持续10分钟/天B.夏至、冬至前后各15天，持续30分钟/天C.全年均匀分布，每次5分钟D.仅夏至当天，持续6小时答案：A14.（单选）“SpaceX星舰”采用全流量分级燃烧循环，其预燃室氧化剂与燃料比例接近A.0.5B.1.0C.2.0D.3.5答案：B15.（单选）在火星表面，利用原位资源(ISRU)制备甲烷(CH₄)与液氧，所需原料为A.CO₂与H₂OB.CO与O₂C.CO₂与N₂D.CH₄与O₂答案：A16.（单选）“詹姆斯·韦布空间望远镜”工作于日地L2点晕轨道，其轨道半长轴约A.1.0×10⁶kmB.1.5×10⁶kmC.2.2×10⁶kmD.3.2×10⁶km答案：B17.（单选）某立方星采用UHF频段，频率435MHz，链路预算中自由空间损耗比S波段(2.2GHz)低A.6dBB.10dBC.14dBD.20dB答案：C18.（单选）“嫦娥四号”中继星“鹊桥”运行于地月L2点晕轨道，其轨道维持速度增量约A.0m/s/年B.1–2m/s/年C.10–20m/s/年D.100m/s/年答案：B19.（单选）“联盟MS”飞船返回舱再入最大过载通常不超过A.3gB.5gC.8gD.12g答案：B20.（单选）关于“引力波探测卫星LISA”的臂长，下列数值最接近的是A.2.5×10⁵kmB.1.0×10⁶kmC.2.5×10⁶kmD.5.0×10⁶km答案：C21.（多选）下列哪些因素会导致低轨卫星轨道半长轴出现周期性长期变化A.地球J2项摄动B.大气密度半年变化C.太阳辐射压D.月球引力共振答案：A、B、D22.（多选）关于“猎鹰9”第一级垂直回收，下列措施有助于提高回收成功率A.栅格舵气动控制B.发动机节流深度调节至40%C.GPS与惯导组合导航D.着陆腿采用蜂窝铝吸能答案：A、B、C、D23.（多选）“天舟”货运飞船与“天宫”空间实验室对接后，组合体姿态控制模式包括A.三轴稳定对地定向B.对日定向储能C.对地惯性定向D.自由漂移答案：A、B、C24.（多选）下列属于深空测控采用的频段A.X波段(8.4GHz)B.Ka波段(32GHz)C.S波段(2.3GHz)D.EHF(60GHz)答案：A、B、C25.（多选）“北斗”系统星间链路(ISL)采用的技术包括A.Ka波段相控阵天线B.时分多址(TDMA)C.扩频码测距D.激光星间链路答案：A、B、C26.（多选）关于“阿尔忒弥斯”计划月球“门户”(Gateway)轨道，下列说法正确的是A.近直线晕轨道(NRHO)B.轨道周期约7天C.维持Δv<10m/s/年D.可全年覆盖月球南极答案：A、B、C27.（多选）“高分”系列卫星采用的光学遥感器技术包括A.TDICCD推扫成像B.离轴三反光学系统C.自由曲面反射镜D.主动光学热控答案：A、B、C、D28.（多选）在火星进入、下降、着陆(EDL)阶段，下列属于“毅力号”采用的技术A.超音速降落伞直径21.5mB.空中吊车(SkyCrane)C.地形相对导航(TRN)D.反推发动机“八发并联”答案：A、B、C、D29.（多选）“风云四号”静止轨道气象卫星载荷包括A.干涉式大气垂直探测仪(GIIRS)B.闪电成像仪(LMI)C.多通道扫描成像辐射计(AGRI)D.微波探测仪(MWTS)答案：A、B、C30.（多选）关于“引力弹弓”的行星保护条例，下列做法符合COSPAR规定A.飞越高度≥300kmB.撞击概率<10⁻⁴C.生物负载≤500spores/m²D.任务后50年不撞击行星答案：A、B、C、D31.（判断）“东方红一号”卫星至今仍在轨运行，且轨道寿命预计超过千年。答案：正确32.（判断）液体火箭发动机中，燃气发生器循环比分级燃烧循环的理论比冲更高。答案：错误33.（判断）地球静止轨道卫星的轨道倾角为0°，因此不需要轨道维持。答案：错误34.（判断）“嫦娥五号”返回器再入速度超过11km/s，属于第二宇宙速度再入。答案：正确35.（判断）在空间站微重力环境下，火焰呈球形，燃烧速率比地面慢。答案：正确36.（判断）“SpaceX星链”卫星采用氪离子推进器，比冲高于氙离子。答案：错误37.（判断）“天问一号”着陆巡视器“祝融号”质量约240kg，采用主动悬停避障。答案：正确38.（判断）LISA引力波探测器采用激光干涉测量，臂长变化检测精度达10⁻¹²m。答案：正确39.（判断）“联盟”飞船返回舱再入采用半弹道式，升阻比约0.3。答案：正确40.（判断）“高分”系列卫星均运行于太阳同步轨道，因此地方时恒定。答案：错误41.（填空）我国首次载人航天飞行任务“神舟五号”航天员是________，在轨飞行________小时。答案：杨利伟，2142.（填空）地球第一宇宙速度为________km/s，第二宇宙速度为________km/s。答案：7.9，11.243.（填空）“北斗三号”系统空间段由________颗GEO、________颗IGSO和________颗MEO卫星组成。答案：3，3，2444.（填空）“嫦娥四号”实现人类首次月球________着陆，着陆点位于________撞击坑。答案：背面，冯·卡门45.（填空）国际空间站轨道倾角约________°，轨道周期约________分钟。答案：51.6，92.746.（填空）“长征五号”芯级直径________m，采用________推进剂组合。答案：5，液氧/液氢47.（填空）“天问一号”探测器于________年________月________日发射，________年________月________日火星捕获。答案：2020，7，23，2021，2，1048.（填空）“詹姆斯·韦布空间望远镜”主镜口径________m，由________片六边形子镜拼接。答案：6.5，1849.（填空）“SpaceX猎鹰重型”首次试飞将________跑车送入日心轨道，近火点约________AU。答案：特斯拉，1.350.（填空）“阿尔忒弥斯1”任务无人绕月飞船命名为________，返回地球时最大速度约________km/s。答案：猎户座，1151.（简答）说明“半弹道跳跃式再入”相比“直接再入”在热防护与过载控制方面的优势，并给出典型弹道参数。答案：跳跃式再入通过两次再入，将能量分散到更长航程，降低峰值热流密度与过载。典型参数：首次再入角约5.5°，升阻比0.3–0.4，跳出大气层后顶点高度约60km，二次再入速度降至7.5km/s，峰值过载由8g降至4g，峰值热流由20MW/m²降至12MW/m²，显著减轻防热层厚度。52.（简答）阐述“电推进”在深空任务中的优势与局限，并举例说明。答案：优势：比冲高达3000–4000s，推进剂质量节省40–90%，可小推力长期工作，适合姿态轨道维持。局限：推力毫牛级，加速时间长，需电源功率大，对任务时间敏感型不适用。例：“深空一号”离子推进器比冲3100s，总冲量2.5×10⁶N·s，节省燃料82kg；“黎明号”探测小行星带，电推进工作2000天，Δv达11km/s。53.（简答）解释“静止轨道卫星日凌中断”的成因，并给出通信系统应对策略。答案：每年春分、秋分，太阳、卫星、地球共线，太阳噪声温度约60000K，淹没卫星信号。应对：提高地面天线口径提高G/T值，采用更高编码增益，临时切换至备用星，或提前降低业务速率，存储转发。54.（简答）说明“月球南极水冰探测”的科学意义，并列举两种遥感手段。答案：水冰可提供原位燃料、生命支持，降低月球基地成本。遥感手段：1.中子谱仪测量超热中子计数下降，指示氢富集；2.雷达(如MiniRF)圆极化比异常，反射系数高，暗示水冰存在。55.（简答）描述“火箭回收栅格舵”的气动热环境及材料解决方案。答案：栅格舵再入最大动压50kPa，热流峰值达15MW/m²，温度1600°C。方案：采用钛合金骨架+耐高温铝基复合材料蒙皮，表面涂覆抗氧化陶瓷涂层，内部主动冷却通道循环燃料预冷，确保结构完整。56.（计算）某太阳同步轨道卫星高度600km，当地地方时10:30降交点，求其轨道倾角i（地球半径R=6378km，J2=1.082×10⁻³）。答案：由太阳同步条件：cosi=(a/R)^(7/2)/(3J2)×(2π/86164)×√(μ/a³)代入a=6978km，解得i≈97.8°。57.（计算）“天问一号”捕获制动前日心速度29.8km/s，火星日心速度24.1km/s，双曲线超速v∞=2.6km/s，求火星捕获所需Δv（火星μ=4.28×10¹³m³/s²，捕获近火高度300km）。答案：捕获轨道近火半径r=3390km，比角动量h=rv_p，能量E=v_p²/2−μ/r=v∞²/2，解得v_p=3.38km/s，圆轨速度3.32km/s，Δv=0.06km/s，考虑损失取0.9km/s。58.（计算）某GEO卫星质量2000kg，离子推力器比冲3800s，效率65%，功率5kW，求南北位保年Δv=42m/s所需推进剂质量。答案：由火箭方程Δm=m(1−e^(−Δv/(Ispg₀)))=2000×(1−e^(−42/(3800×9.81)))≈2.3kg。59.（计算）“嫦娥五号”上升器质量500kg，月面起飞Δv=1.68km/s，发动机比冲300s，求推进剂质量。答案：Δm=500×(1−e^(−1680/(300×9.81)))≈500×0.43≈215kg。60.（计算）“SpaceX星链”单星质量260kg，轨道550km，设计寿命5年，大气阻力面积2.8m²，Cd=2.2，太阳活动F10.7=150sfu，求轨道寿命末期衰变高度Δh。答案：采用大气密度模型，积分得Δh≈25km，仍高于安全阈值，需主动离轨。61.（综合）阅读材料并回答问题：材料：2022年11月，阿尔忒弥斯1任务无人猎户座飞船绕月飞行，返回地球时再入速度11km/s，采用跳跃式再入，最大过载4g，落点误差7km。问题：（1）分析跳跃式再入对落点精度的影响机制；（2）若采用直接再入，计算最大过载与热流变化；（3）给出提高落点精度的两项工程措施。答案：（1）跳跃段增加航程，对初始再入角误差、大气密度波动更敏感，误差放大系数约1.8倍；（2）直接再入角−6°，峰值过载8g，峰值热流18MW/m²，比跳跃式高50%；（3）采用GPS/INS组合实时导航+预测制导，更新升阻比指令；再入前实施轨道修正，将再入角误差控制在±0.05°以内。62.（综合）阅读材料并回答问题：材料：2021年5月，“天问一号”着陆巡视器“祝融号”成功着陆火星乌托邦平原，质量240kg，采用降落伞+反推发动机+空中悬停避障，总Δv1.68km/s，推进剂携带80kg。问题：（1）验证推进剂是否满足Δv需求；（2）若悬停时间由30s延长至60s，分析对推进剂影响；（3）给出悬停避障的两项关键技术。答案：（1）比冲290s，理论Δv=290×9.81×ln(240/160)=1.16km/s，不足；实际采用变推力发动机，比冲随工况提升，悬停仅耗4kg，总耗78kg，满足；（2）悬停耗推进剂与时间线性相关，延长30s多耗4kg，仍余2kg裕度；（3）激光三维成像雷达实时生成地形图，选择安全点；栅格舵控制水平移动，横向避障精度≤0.5m。63.（综合）阅读材料并回答问题：材料：2023年，我国“嫦娥七号”任务将着陆月球南极，携带飞跃器进入永久阴影坑探测水冰。飞跃器质量30kg，采用液氧/液氢发动机，比冲450s，Δv需求1.2km/s。问题：（1）计算所需推进剂质量；（2）分析液氧/液氢在月面低温环境下的贮存方案；（3）给出飞跃器通信链路设计要点。答案：（1）Δm=30×(1−e^(−1200/(450×9.81)))≈7.8kg；（2）采用多层绝热+主动冷却循环，液氧贮箱压力0.3MPa，液氢采用零蒸发(ZBO)技术，利用小型低温制