2025年青少年航天知识竞赛真题卷及答案

2025年青少年航天知识竞赛练习题卷及答案一、单项选择题（共20题，每题2分，共40分）1.我国现役运载火箭中，唯一采用液氢液氧发动机作为芯一级动力的是？A.长征二号FB.长征五号C.长征七号D.长征十一号2.2024年发射的“鹊桥二号”中继卫星主要服务于我国哪一探月任务？A.嫦娥五号B.嫦娥六号C.嫦娥七号D.嫦娥八号3.以下哪项不是航天器进入太空的必要条件？A.达到第一宇宙速度（7.9km/s）B.突破卡门线（100km高度）C.具备热防护系统D.携带足够燃料完成变轨4.国际空间站（ISS）目前由多少个国家或组织联合运营？A.5B.15C.10D.205.火星大气的主要成分是？A.氮气（N₂）B.氧气（O₂）C.二氧化碳（CO₂）D.甲烷（CH₄）6.我国“天问一号”探测器实现了火星探测的“绕、落、巡”三合一任务，其中“巡”指的是？A.轨道器环绕观测B.着陆器软着陆C.火星车巡视探测D.采样返回7.以下哪种卫星的轨道高度最低？A.地球静止轨道卫星（GEO）B.中地球轨道卫星（MEO）C.低地球轨道卫星（LEO）D.高椭圆轨道卫星（HEO）8.火箭发射时，“归零”操作的核心目的是？A.重新校准发射时间B.排查所有潜在故障隐患C.调整火箭飞行轨道D.测试地面通信系统9.太阳活动极大年时，对航天器威胁最大的是？A.太阳黑子B.日珥C.太阳风D.耀斑爆发10.以下哪项是“星链”（Starlink）卫星的主要用途？A.气象观测B.全球互联网通信C.深空探测D.军事侦察11.我国“夸父一号”卫星的科学目标是？A.探测太阳磁场与爆发活动B.观测系外行星C.研究地球电离层D.监测近地小行星12.火箭推进剂中，“偏二甲肼+四氧化二氮”属于？A.固体推进剂B.低温液体推进剂C.常温液体推进剂D.离子推进剂13.月球表面的“月海”实际是？A.远古海洋遗迹B.火山喷发形成的平原C.陨石撞击形成的盆地D.冰盖反射的视觉假象14.以下哪项技术是载人航天器返回地球时的关键？A.轨道维持B.热防护系统C.姿控发动机D.太阳能帆板15.2025年计划实施的“嫦娥七号”任务将重点探测月球的哪个区域？A.正面赤道B.背面南极-艾特肯盆地C.正面风暴洋D.背面雨海16.小行星采样返回任务中，通常采用“触地即走”（Touch-and-Go）方式的主要原因是？A.小行星引力微弱，无法长时间着陆B.节省燃料C.避免采样器被污染D.提高采样效率17.以下哪种现象不会出现在空间站的失重环境中？A.液体呈球形B.火焰呈球形C.物体静止时保持位置D.宇航员可以轻易举起大质量物体18.我国“北斗三号”全球卫星导航系统的空间段由多少颗卫星组成？A.24B.30C.35D.4019.以下哪项是“可重复使用火箭”回收时的关键技术？A.矢量发动机B.大推力固体火箭C.热障涂层D.高比冲推进剂20.太阳同步轨道卫星的特点是？A.轨道周期与地球自转同步B.轨道平面与太阳光线保持固定角度C.轨道高度约36000公里D.仅用于气象卫星二、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.我国首艘货运飞船的名称是________。2.航天器脱离地球引力所需的最小速度称为________，约为11.2km/s。3.国际天文学联合会（IAU）规定，月球上以中国古代科学家命名的环形山包括张衡、祖冲之、________和石申。4.火箭的“比冲”是衡量推进剂效率的重要指标，单位是________（填写物理量单位）。5.2023年发射的“嫦娥六号”完成了人类首次________（填月面区域）的采样返回任务。6.空间站中，宇航员呼吸所需的氧气主要通过________（填技术名称）电解水生成。7.火星车的“热控毯”通常采用多层隔热材料（MLI），其核心作用是________。8.我国“天问二号”任务计划于2025年发射，目标是探测________（填天体类型）并采样返回。9.火箭发射时，“T-10秒”指的是________（填具体操作）。10.太阳活动周期约为________年，2025年前后将进入第25个周期的峰值阶段。三、简答题（共5题，每题8分，共40分）1.简述“长征五号”运载火箭被称为“胖五”的原因及其技术突破。2.说明载人航天器返回舱在再入大气层时“黑障”现象的成因及应对措施。3.对比“阿波罗计划”与我国未来载人登月任务在技术需求上的主要差异（至少列出3点）。4.解释“霍尔推进器”与传统化学推进器的区别，并说明其在深空探测中的优势。5.分析近地轨道（LEO）卫星数量激增对航天活动的潜在影响（从科学、技术、安全等角度作答）。四、论述题（共2题，每题30分，共60分）1.结合我国“探月工程四期”（嫦娥六号至八号）和“行星探测工程”（天问系列）的规划，论述未来10年我国深空探测的科学目标与技术挑战。2.近年来商业航天快速发展（如SpaceX、蓝源、我国民营火箭公司等），请从技术创新、成本控制、产业生态三个维度，分析商业航天对全球航天事业发展的推动作用，并提出对我国商业航天发展的建议。参考答案一、单项选择题1.B（长征五号芯一级采用2台YF-77液氢液氧发动机）2.C（鹊桥二号为嫦娥七号月背南极探测提供中继通信）3.D（进入太空的必要条件是突破卡门线且达到第一宇宙速度，燃料用于后续变轨而非“进入”）4.B（15个国家/组织：美国、俄罗斯、加拿大、日本、欧洲航天局11国）5.C（火星大气96%为CO₂）6.C（“巡”指“祝融号”火星车巡视探测）7.C（LEO高度约200-2000km，GEO约36000km）8.B（“归零”是航天质量管控中排查所有问题的流程）9.D（耀斑爆发释放高能粒子，破坏航天器电子设备）10.B（星链目标是全球低轨互联网覆盖）11.A（夸父一号聚焦太阳磁场、日冕物质抛射等研究）12.C（偏二甲肼与四氧化二氮在常温下可存储，属常温液体推进剂）13.B（月海是远古火山喷发形成的玄武岩平原）14.B（返回舱需承受约3000℃高温，热防护系统是关键）15.B（嫦娥七号将探测月球南极-艾特肯盆地，寻找水冰）16.A（小行星引力仅为地球的百万分之一，无法支撑长时间着陆）17.C（失重环境中物体受微小扰动会漂移，无法“静止保持位置”）18.B（北斗三号由24颗中圆轨道+3颗倾斜同步+3颗静止轨道，共30颗）19.A（矢量发动机通过调整推力方向实现垂直回收）20.B（太阳同步轨道平面随地球公转调整，保持与太阳光线角度固定）二、填空题1.天舟一号2.第二宇宙速度（逃逸速度）3.郭守敬4.秒（s）5.月球背面（或南极-艾特肯盆地）6.电解制氧（或水电解）7.隔绝极端温差（或减少热传导）8.小行星（或主带小行星、近地小行星）9.倒计时10秒（或发射前10秒准备）10.11三、简答题1.原因：长征五号芯级直径5米（传统火箭3.35米），箭体更粗，故俗称“胖五”。技术突破：①采用液氢液氧+液氧煤油的环保推进剂组合；②首次实现5米大直径箭体结构制造；③应用全数字化设计与仿真技术；④突破22吨近地轨道、14吨地球同步轨道运载能力（此前最大为9吨）。2.成因：返回舱以7.9km/s再入大气层时，与空气剧烈摩擦产生等离子鞘，屏蔽电磁波，导致地面与航天器通信中断（持续约2-4分钟）。应对措施：①优化返回舱外形（如钝头体设计）减少等离子鞘厚度；②采用S/X/Ka多频段通信，利用不同频率穿透能力差异；③提前规划返回路径，确保黑障区结束后尽快恢复通信；④通过惯性导航系统（INS）在黑障期间自主控制姿态。3.差异：①任务目标：阿波罗以载人登月并返回为单一目标，我国未来任务需兼顾科研站建设（如嫦娥八号将验证月面科研设施）；②技术需求：我国需突破月面长期驻留（30天以上）、月面资源利用（如制氧、制砖）、地月自主导航等；③运载工具：阿波罗使用土星五号（一次性），我国将采用新一代载人火箭（部分可重复使用）；④科学载荷：我国任务将搭载更多原位探测设备（如月壤成分分析仪、月震仪）。4.区别：传统化学推进器通过燃料燃烧产生高温高压气体喷射（化学能→动能），霍尔推进器利用电场加速电离后的惰性气体（电能→动能）。优势：①比冲高（约1500-3000秒，化学推进约200-450秒），相同燃料可提供更久推力；②无需携带氧化剂，减轻航天器重量；③适合深空探测中的轨道修正、长时间加速（如小行星探测、火星转移轨道）；④可与化学推进器组合使用，优化任务规划。5.影响：①科学层面：大量卫星可能干扰天文观测（如光学望远镜被卫星反光遮挡），需研发抗干扰观测技术；②技术层面：推动卫星小型化、低成本制造（如“立方星”技术），但也要求更精确的轨道计算与碰撞预警系统；③安全层面：卫星数量激增导致空间碎片风险上升（2025年LEO卫星预计超5万颗），需加强主动离轨技术（如部署离轨帆）和国际协作（制定卫星寿命末期管理规则）；④经济层面：促进商业航天产业链发展（如卫星制造、发射服务、地面终端），但可能加剧频谱与轨道资源竞争（需遵守国际电信联盟规则）。四、论述题1.科学目标：①月球探测：嫦娥六号（月背采样）、七号（南极水冰探测）、八号（月面科研站关键技术验证）将系统研究月球演化历史（如火山活动停止时间）、水冰分布与利用潜力（为载人驻留提供资源）、月球空间环境（辐射、微陨石）对设备的影响。②行星探测：天问二号（小行星采样）将研究太阳系早期物质组成；天问三号（火星采样返回）目标是获取火星地质样品，寻找生命痕迹；后续任务可能拓展至木星、小行星带，研究巨行星形成机制。技术挑战：①月面长期驻留：需突破月面生态循环系统（水、氧气再生）、低重力环境下的建筑技术（如3D打印月壤建材）、极端温差（-180℃至120℃）热控技术。②深空通信：地月距离约40万公里，地火距离可达4亿公里，需发展高灵敏度天线（如Ka频段通信）、中继卫星网络（如“鹊桥”系列升级）、自主导航技术（减少对地面站依赖）。③采样返回：小行星引力微弱，需高精度软着陆与采样机构（如机械臂+吸附装置）；火星返回需突破地火转移轨道设计、再入大气层（火星大气稀薄，需更高效的减速技术）。④核动力应用：深空探测需长寿命能源（如放射性同位素热电发生器RTG），我国需研发更高功率的空间核电源，满足探测器长期工作需求。2.推动作用：①技术创新：商业公司以市场为导向，加速可重复使用火箭（如SpaceX“猎鹰9号”回收）、电推进、卫星互联网等技术迭代；传统航天机构（如NASA）通过“公私合作”（CCP、CLPS计划）获取创新技术，形成互补。②成本控制：商业航天采用批量生产（如星链卫星年产千颗）、模块化设计（如“航天飞机”式组件复用）、市场化竞争（如火箭发射报价从6000万美元降至2000万美元以下），显著降低进入太空成本，推动小卫星、太空旅游等新兴产业。③产业生态：商业公司带动上下游产业链（如火箭发动机制造、卫星载荷研发、地面站建设），创造就业；同时催生新应用场景（如卫星物联网、太空育种），促进航天技术“民用化”。对我国的建议：①政策支持：完善商业